Consumptie en desintegratie.

De volgende keer dat je het leven van het feest wilt zijn - als je met coole nerds omgaat, dat wil zeggen - laat die zin gewoon in het gesprek vallen. En als ze je vragend aankijken, zeg gewoon dat dit het uiteindelijke lot van het zonnestelsel is.

Pas dan je das aan en neem nog een slok van je absint.

Op de stroom opgewonden vervolgvragen die ongetwijfeld op uw uitleg zullen volgen, je kunt verder uitleggen dat de zon zelf en de Melkweg de boosdoener zullen zijn. En dan kun je een nieuwe studie noemen.

De studie is getiteld "De grote ongelijkheid en de dynamische desintegratie van het buitenste zonnestelsel". De hoofdauteur is Jon Zink, een afgestudeerde student in de afdeling Astronomy and Astrophysics van de UCLA. De krant is gepubliceerd in de Astronomisch tijdschrift .

Mensen hebben zich lang afgevraagd over het uiteindelijke lot van het zonnestelsel. In de inleiding van hun paper, de auteurs schrijven, "Het begrijpen van de dynamische stabiliteit op lange termijn van het zonnestelsel vormt een van de oudste bezigheden van de astrofysica, terug te voeren op Newton zelf, die speculeerde dat wederzijdse interacties tussen planeten het systeem uiteindelijk onstabiel zouden maken." Maar hij kon zichzelf niet verklaren omdat de storingstheorie nog niet bestond.

Newton had in ieder geval gedeeltelijk gelijk. Maar het bepalen van de toekomst van een ingewikkeld systeem als ons zonnestelsel is geen gemakkelijke taak, vooral omdat het enige wetenschappelijke prognose inhoudt van gebeurtenissen die miljarden jaren in beslag nemen om zich te ontvouwen.

In deze nieuwe studie de auteurs voerden een groot aantal zogenaamde N-body-simulaties uit. Ze zijn een veelgebruikt hulpmiddel in de astronomie en astrofysica. N-body-simulaties zijn simulaties van dynamische systemen van op elkaar inwerkende deeltjes, hoewel in dit geval de deeltjes zijn de planeten en de zon zelf.

In enkele miljarden jaren, de zon - de spil van het zonnestelsel - zal drastisch veranderen. Waterstoffusie in de kern zal afnemen, en de zon zal de hoofdreeks verlaten. Het zal uitgroeien tot een rode reus, Mercurius omhullen, Venus en waarschijnlijk de aarde. (Het voortbestaan ​​van Mars is onzeker, maar omdat zijn massa zo laag is, of het overleeft of niet zal niet veel invloed hebben op de grote buitenplaneten."

Je zou kunnen vragen, "Als de aarde eenmaal verdwenen is, who cares wat er daarna gebeurt? Waarom zou je je druk maken over deze simulaties?" Nou, misschien is de mensheid tegen die tijd verder het zonnestelsel in gemigreerd. Maar of we het nu wel of niet hebben, we zijn nog steeds gedreven om het lot van het zonnestelsel te kennen.

Dus, terwijl de zon zich uitbreidt tot een rode reus, het zal ook massa beginnen te verliezen. In feite, het zal waarschijnlijk ongeveer de helft van zijn massa verliezen in de komende 7 miljard jaar of zo. Het verlies van massa, die de banen van de planeten en andere lichamen van het zonnestelsel verankert, zeer storend zal zijn.

De expansie van de zon betekent game-over voor de binnenste rotsachtige planeten, waarschijnlijk. Maar voor alle mensen of hun verre, onherkenbare afstammelingen die zich vastklampen aan het leven in de oceaan van Europa of ergens anders, het zal spel voorbij zijn, te.

Zonder de massa van de zon om ze door zwaartekracht te verankeren, de buitenste planeten van het zonnestelsel zullen losraken. Als een aristocraat die vijf dagen lang absint drinkt, hun baangedrag zal onvoorspelbaar worden, foutief. Ze zullen verder wegdrijven, de ruimte in.

Tot dusver, dit is geen nieuwe kennis. "Vanwege het massaverlies van de zon - dat naar verwachting ongeveer de helft van de massa van de ster zal verwijderen -, de banen van de reuzenplaneten breiden zich uit, " schrijven de auteurs. Maar Zink en zijn collega's wilden weten wat er daarna gebeurt. Volgens hun werk, er komt nog een periode van relatieve stabiliteit voor sommige planeten.

"Dit adiabatische proces handhaaft de verhoudingen van de omlooptijd, maar de onderlinge interacties tussen planeten en de breedte van mean-motion resonanties (MMR) nemen toe, wat leidde tot de verovering van Jupiter en Saturnus in een stabiele 5:2 resonantieconfiguratie."

Maar deze uitgebreide banen, samen met andere kenmerken, de situatie onhoudbaar maken. De nieuwe configuratie, die het verankerende effect van de massa van de zon mist, is gevoelig voor "... verstoringen van stellaire flyby-interacties, " schrijven de auteurs. Op dit punt in hun simulaties, onze onherkenbare zon is nu een witte dwerg.

"Overeenkomstig, binnen ongeveer 30 Gyr, stellaire ontmoetingen verstoren de planeten op het chaotische subdomein van de 5:2 resonantie, het veroorzaken van een grootschalige instabiliteit, die culmineert in de uitwerpselen van alle behalve één planeet gedurende de daaropvolgende ~ 10 Gyr."

Wat is de enige planeet die verdrijving zal weerstaan? Waarschijnlijk Jupiter, de meest massieve planeet van ons zonnestelsel. Zonder enige metgezellen meer, Jupiter zal nog 50 Gyr blijven, volgens de studie. Het zal alleen worden verwijderd wanneer een stellaire flyby het eindelijk inpakt.

"Met een afwezigheid van extra planeten, de overlevende planeet mist een direct mechanisme om positieve energie te verkrijgen. De enige overgebleven bron van energie-uitwisseling is door interacties met passerende sterren, ' schrijven de auteurs in hun paper. En ze berekenen dat er ongeveer elke 20 miljoen jaar een ster voorbij zal komen.

Als de laatste planeet die staat, De orbitale excentriciteit van Jupiter zal toenemen. "Als resultaat, de verwachte tijdschaal voor het uitwerpen van de post-instabiliteit gasreus wordt verminderd met ongeveer een factor twee (vergeleken met de planetaire baan vóór het begin van de instabiliteit). Dus een eenzame oude Jupiter zal meer vatbaar zijn voor uitwerping door passerende sterren.

Als je je een voorbijvliegend evenement voorstelt in precies de juiste omstandigheden om Jupiter uit te werpen, dat klopt waarschijnlijk niet helemaal. Het is meer als 'dood door duizend sneden'.

"Omdat flyby-ontmoetingen zeldzaam zijn (het betreden van de 10, 000 au sphere eens per 23 Myr), en de meeste interacties zullen kleine dynamische effecten hebben op de resterende planeet, het proces van uitwerpen kan in principe gestaag plaatsvinden ..." schrijven Zink en zijn co-auteurs.

Of misschien niet. "Anderzijds, voldoende tijd gegeven, het is ook mogelijk dat een uiterst nabije ontmoeting de laatste planeet onafhankelijk zal bevrijden. Het onderliggende mechanisme voor het verwijderen van de laatste planeet vertegenwoordigt dus een competitie tussen deze twee processen."

Dit is niet eenvoudig te simuleren, vooral omdat het allemaal over miljarden jaren zal gebeuren. Op gepaste wijze, stellen de auteurs een vraag:"Met andere woorden, zal de laatste planeet worden uitgeworpen door een enkele grote gebeurtenis of vele kleine energie-uitwisselingen?"

De auteurs maken een paar kanttekeningen, Hoewel. Een daarvan betreft het aantal simulaties dat ze hebben uitgevoerd:10. Ze erkennen dat hun onderzoek geen solide statistisch bewijs oplevert, maar het feit dat elke simulatie vergelijkbare resultaten opleverde, is nog steeds significant. "In alle 10 van onze simulaties, de vier gasreuzen worden binnen 1 uit het zonnestelsel geworpen 012 jaar, na het einde van het massaverlies van de zon, " zij schrijven.

Een ander voorbehoud betreft de sterren die voorbij vliegen. Ze gemodelleerd flybys van individuele sterren, maar ongeveer de helft van alle sterren bestaat in binaire paren. Het team heeft die ontmoetingen uitgesloten van hun simulaties, soort van. Maar ze waren nog steeds goed voor hen, erkennen dat binaire flybys waarschijnlijk meer storend zouden zijn dan solitaire flybys. "Door ervoor te kiezen deze binaire ontmoetingen uit te sluiten, we maken een conservatieve schatting voor de levensduur van het toekomstige zonnestelsel. Met andere woorden, het effect van het opnemen van binaire flybys zou deze verwachte levensduur verder verkorten."

Helemaal aan het begin van hun paper, de auteurs suggereren voorzichtigheid met hun eigen resultaten. "Helaas, " zij schrijven, "Zelfs de meest nauwkeurige N-lichaamsimulaties zijn alleen in staat om in de tijd beperkte prognoses te produceren voor de evolutie van het zonnestelsel. Vanwege de chaotische aard van de planetaire banen, deterministische voorspelling is onmogelijk over voldoende lange tijdschalen."

Natuurlijk, de Melkweg zelf zal veel veranderen gedurende deze extreem lange tijdschalen. Hoe zal dat de toekomst van het zonnestelsel beïnvloeden?

Als het zonnestelsel, of wat er nog van over is, migreert door de melkweg, de vooruitzichten kunnen veranderen. "Gedurende de tijdschema's die in deze studie worden beschouwd, het zonnestelsel kan een radiale migratie door de Melkweg ondergaan, gebieden met verschillende stellaire dichtheid en snelheidsspreiding tegenkomen." Maar dat is bijna onmogelijk te modelleren.

Zal het naar buiten of naar binnen migreren? Niemand is zeker, en niemand weet zeker of dat betekent dat het overblijfselsysteem minder of meer sterren zal tegenkomen. Maar het ontmoetingspercentage kan drie keer variëren.

De Melkweg zal naar verwachting ook binnen enkele miljarden jaren botsen of versmelten met het Andromeda-sterrenstelsel. Maar nogmaals, dat is niet eenvoudig te modelleren op het granulaire niveau van individuele zonnestelsels. "Deze veranderingen zullen de snelheid en snelheid van stellaire ontmoetingen beïnvloeden, maar het nauwkeurig inschatten van deze veranderingen blijft moeilijk en valt buiten het bestek van dit huidige werk."

In elk geval, er is geen reden om je fles absint leeg te drinken terwijl je een nerveus oog op de lucht houdt. Het is onwaarschijnlijk dat de mensheid hier getuige van zal zijn. Als het waar is dat 99,9% van alle soorten die ooit hebben bestaan ​​uitgestorven zijn, we hebben geen grote kansen.

Maar de vraag over het lot van het zonnestelsel is nog steeds fascinerend. Eventueel, de voormalige planetaire metgezellen zullen zich verspreiden en door de ruimte drijven als schurkenplaneten. Als een andere smarty-pants-soort ze ooit ziet, ze zullen geen idee hebben van hun oorsprong en geen manier om te weten dat een bepaalde soort mensachtigen op een bepaalde planeet zich afvroeg wat hun uiteindelijke lot zou zijn.