On s’attend à ce que les planètes qui ont survécu à la phase géante rouge du Soleil s’échappent du système solaire dans «seulement» 100 milliards d’années, beaucoup plus âgées que l’âge actuel de l’Univers, mais beaucoup moins que prévu. jusqu’à maintenant.
Si pour James Bond le diamants sont éternels, les systèmes planétaires ne le sont en aucun cas. Pour mieux comprendre comment le Système solaire à très long terme, une équipe de trois chercheurs – Jon K. Zink, Konstantin Batygin et Fred C. Adams – a effectué des simulations à N corps de planètes géantes du système solaire. Leurs résultats vient de publier dans Le journal astronomique.
le Soleil était formé Il y a 4,5 milliards d’années et Il a toujours environ autant de temps à consacrer au » séquence principale », Transformant tranquillement son hydrogène dans hélium avant de voir sa taille gonfler considérablement. Dans devenir une géante rouge, le soleil engloutira à son tour Mercure, Vénus et peut-être le Terre, mais les planètes extérieures – Mars et les quatre géants qui sont Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune – devrait faire mieux et continuer à tourner autour de notre étoile… au moins pour un moment.
Une dynamique difficile à modéliser
Cela fait des siècles que astronomes étudier la stabilité dynamique à long terme du système solaire. Newton déjà, à son époque, a émis l’hypothèse que les interactions entre les planètes finiraient par rendre le système instable. Cependant, savoir exactement comment les choses vont se passer est plus difficile qu’il n’y paraît. En effet, plus le nombre de corps en interaction est élevé, plus il est difficile de prévoir son évolution. On parle de problème à N corps. Pour cette raison, il n’est pas possible de faire des prédictions déterministes du orbites Objets du système solaire à des échelles supérieures à quelques dizaines de millions d’années. Pour des échelles plus grandes, cependant, il est possible de regarder statistiquement comment les choses évoluent en effectuant plusieurs simulations à N corps.
En 1999, les astronomes ont prédit que le système solaire prendrait au moins un milliard de billions (1018) ans avant de se décomposer. C’est ici durée nécessaire, selon leurs calculs, pour le résonances les orbitales de Jupiter et de Saturne découplent Uranus.
Cependant, pour Zink et ses collègues, ce calcul n’incluait pas certaines influences importantes qui pourraient perturber le système solaire plus tôt.
Un Soleil sans planètes dans « seulement » 100 milliards d’années
Après sa phase de géant rouge, le Soleil deviendra un nain blanc, un corps de la taille de la Terre et environ 54% de la Masse courant du Soleil. Cette naine blanche se refroidira ensuite lentement pour devenir, après plusieurs milliards d’années, une naine noire. Cependant, le système solaire aura radicalement changé d’apparence avant cela …
Si, à première vue, cette masse réduite du Soleil n’aura que l’effet deélargir l’orbite des planètes survivants tout en maintenant leurs rapports orbitaux, cela conduira Jupiter et Saturne à résonner: alors que Jupiter fera cinq fois le tour du Soleil, Saturne en fera deux. Cette résonance est stable, mais elle rendra le système plus sensible aux perturbations produites par le passage rapproché d’étoiles voisines.
Pour voir l’effet de ces rencontres stellaires, Zink, Batygin et Adams ont effectué 10 simulations à N corps pour les planètes géantes (sans Mars, pour réduire les coûts de calcul, car son influence devrait être négligeable). Bien que 10 simulations représentent un petit échantillon, les chercheurs ont constaté qu’un scénario similaire se jouait à chaque fois.
À l’échelle de 30 milliards d’années, ces rencontres stellaires devraient déclencher une instabilité à grande échelle qui conduira, au cours des 10 prochains milliards d’années, à l’éjection de toutes les planètes sauf un. Après environ 50 milliards d’années supplémentaires, une rencontre stellaire rapprochée finira par libérer la dernière planète. Ainsi, le Soleil devrait perdre toutes ses planètes à l’échelle de 100 milliards d’années. Cette durée est beaucoup plus longue que l’âge actuel duUnivers, mais beaucoup moins que ce qui avait été estimé auparavant.
Les chercheurs disent, cependant, que ces résultats dépendent des observations actuelles de l’environnement galactique local et des estimations des survols stellaires, qui peuvent tous deux changer. Ce résultat n’est donc pas gravé dans le marbre.
Ce que vous devez vous rappeler
- Le système solaire a 4,5 milliards d’années. Dans cinq milliards d’années, le Soleil gonflera jusqu’à devenir une géante rouge, engloutissant Mercure, Vénus et peut-être la Terre sur son passage.
- Le Soleil est devenu un nain blanc, cependant, la vie ne sera pas sauvée pour les autres. Dans 40 milliards d’années, toutes les planètes sauf une seront éjectées du fait du passage à proximité relative d’étoiles voisines. Dans les 50 milliards d’années à venir, la dernière planète survivante subira le même sort.
- Bref, dans 100 milliards d’années, le Soleil, devenu une petite naine blanche en refroidissement, se retrouvera seul, sans planètes qui tournent autour de lui.
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