gov-civil-vilareal.ptWie unsere Galaxie unser Sonnensystem in einer Billion Jahre töten wird, Planet für Planet
>Hier ist eine lustige Frage: Wie wird das Sonnensystem sterben?
Ende der verdammten Weltrückschau
Okay, vielleicht macht es nicht so viel Spaß. Aber die Wissenschaft davon ist zumindest interessant.
Wenn Sie Artikel zu diesem Thema lesen, erhalten Sie meistens die Antwort: die Sonne wird ihren Kernbrennstoff aufbrauchen, sich in einen roten Riesen verwandeln, Merkur, Venus und Erde verschlingen , seine äußeren Schichten abblasen , und verwandelt sich dann in einen weißen Zwerg, der für die Ewigkeit abkühlt, bis er schwarz wird und fast auf den absoluten Nullpunkt einfriert.
Wohlgemerkt, das ist alles wahr, aber das passiert nicht wirklich mit den Sonnensystem , nur die Sonne und die ersten drei Planeten (von denen wir ein besonderes Interesse haben). Aber es gibt auch andere Dinge da draußen, einschließlich Mars und vier Riesenplaneten. Sie zählen auch. Verdammt, Jupiter selbst hat mehr Masse als alles andere im Sonnensystem (außer der Sonne, duh) zusammen, daher ist sein Schicksal sehr wichtig.
Was passiert mit ihnen allen?
Das Sonnensystem mit maßstabsgetreuen Objektgrößen, aber nicht den Entfernungen. Kredit: Wikipedia / WP / PlanetUser
Ein kürzlich veröffentlichtes Papier untersucht genau das . Im Allgemeinen und kurzfristig sind die Bewegungen der Planeten um die Sonne vorhersehbar. Sie folgen Gleichungen, die erstmals im 17. Jahrhundert von Isaac Newton aufgestellt wurden, und wir verwenden diese Gleichungen auch heute noch in ähnlicher Weise.
Auf Dauer wird das jedoch nicht funktionieren. Wenn mehr als zwei Körper sich umkreisen, wird das System in der Regel nach ausreichend langer Zeit chaotisch. Ich meine nicht, dass Sachen einfach überall herumfliegen; dies ist im mathematischen Sinne der Chaostheorie; das heißt, es ist nicht möglich, genau vorherzusagen, wo sich die Planeten in ferner Zukunft befinden werden, weil Sie es nicht können genau jetzt ihre Positionen und Bewegungen messen. Jeder zufällige Fehler, egal wie klein, breitet sich durch die Gleichungen aus, wird mit der Zeit größer und verändert schließlich die Konfiguration des Sonnensystems auf unvorhersehbare Weise.
Kunstwerk, das einen abtrünnigen Planeten darstellt, der aus seinem Sonnensystem ausgestoßen wurde und durch die Galaxie wandert. Kredit: NASA/JPL-Caltech/R. Verletzt (Caltech-IPAC)
Um dies zu vermeiden, können Sie dies etwas kompensieren, indem Sie die Unsicherheiten in Ihre Mathematik einbeziehen und dann die Gleichungen viele Male ausführen und diese Werte jedes Mal ein wenig ändern. Das Ergebnis ist nach einiger Zeit ein Haufen verschiedener Konfigurationen, die man sich dann aber statistisch ansehen kann. In wie vielen Simulationen interagierten Jupiter und Saturn so, dass Saturn aus dem Sonnensystem geworfen wurde? Sie können nicht wissen, welche Sim richtig ist, aber Sie können ein Gefühl dafür bekommen, was auf diese Weise passieren wird.
In der neuen Zeitung gingen sie noch weiter. Zum einen zählten sie dazu, dass die Sonne an Masse verliert, während sie zu einem Roten Riesen heranwächst. Das ist wichtig, denn dabei wird seine Gravitation schwächer und die Umlaufbahnen der Planeten weiten sich aus – sie fanden heraus, dass die Umlaufbahnen der Planeten Mars bis Neptun um einen Faktor von etwa 1,85 größer werden, da die Sonne etwa die Hälfte ihrer Masse verliert nächsten 7 Milliarden Jahre.
Darüber hinaus schlossen sie auch die Chancen ein, dass Sterne in der Galaxie der Sonne nahe genug kommen, um einen Einfluss zu haben. Sterne sind klein und sehr weit auseinander – der sonnennächste Stern ist über 40 Billionen Kilometer entfernt – daher sind Begegnungen wie diese selten.
wird er mit mir Schluss machen?
Aber nicht existent. Und wenn Sie eine Simulation weit genug in die Zukunft laufen lassen, wird ein Stern, der seitlich über das Sonnensystem streicht, unvermeidlich. Die Wissenschaftler führten ihre Simulationen also in zwei Teilen durch. Die erste war, bis die Sonne ihre Masse verlor, und die zweite war die lange Zeit danach. Sie beinhalteten halbzufällige stellare Begegnungen, die die tatsächliche galaktische Umgebung (Anzahl der Sterne pro Kubiklichtjahr und ihre Bewegungen) verwendeten, um dies zu simulieren.
Kunstwerk, das die von der Sonne gekochte Erde darstellt, wenn sie zu einem roten Riesen wird … vorausgesetzt, sie wird nicht verschlungen, wenn sich die Sonne ausdehnt. Kredit: Wikimedia Commons / fsgregs
Sie fanden heraus, dass die Planeten in Phase 1 (bevor die Sonne anschwillt) zu nahe an der Sonne sind, als dass dies einen großen Effekt hätte. Sterne müssten viel näher vorbeiziehen, selbst um Neptun zu entfernen, und eine solche Begegnung passiert auf der Billionen Jahr Zeitstrahl. Äußerst unwahrscheinlich.
Aber sobald die Sonne ein Weißer Zwerg ist und die Planeten weiter draußen sind, steigen die Chancen sehr. Die Schwerkraft der Sonne ist schwächer, Planeten sind weiter entfernt und eine zufällige Begegnung mit Sternen hat es leichter, Planeten zu entfernen und in den interstellaren Raum zu schleudern.
Sie führten zehn vollständige Simulationen in dieser Konfiguration durch. Das sind nicht viele (normalerweise werden in solchen Situationen Hunderte oder sogar Tausende durchgeführt), aber jedes Mal, wenn sie sich in ihren Schlussfolgerungen sicher waren, erzielten sie ähnliche Ergebnisse.
Ein Diagramm, das die Zeiten zeigt, in denen Planeten in zehn (farbcodierten) Simulationen des Sonnensystems ausgestoßen werden. Zum Beispiel sind die Zeiten, in denen der letzte Planet in jeder Simulation ausgeworfen wurde, in der obersten Reihe, wo der früheste (Olive) 45 Milliarden Jahre beträgt und der neueste (violett) über 300 Milliarden Jahre liegt. Im Durchschnitt wird Jupiter zuletzt ausgestoßen, aber nicht immer. Kredit: Zinket al.
Grundsätzlich fanden sie heraus, dass ein Stern wahrscheinlich alle 10 Milliarden Jahre innerhalb von etwa 75 Milliarden Kilometern vorbeizieht. Das ist nah genug, um eine gewisse Wirkung zu haben, und mehr Begegnungen summieren sich. In einigen Sims waren die äußeren Planeten nach etwa 45 Milliarden Jahren destabilisiert.
In allen Sims werden Jupiter, Saturn, Uranus und Neptun nach höchstens einer Billion Jahren ausgestoßen. Es überrascht nicht, dass Jupiter im Allgemeinen der letzte Überlebende ist; es ist am nächsten drin, am massivsten und am schwersten rauszuschmeißen.
Im Durchschnitt geht der erste Planet nach 30 Milliarden Jahren verloren, der letzte nach etwa 100 Milliarden Jahren. Außerdem ist das System nach dem Ausstoßen des ersten Planeten so destabilisiert, dass die nächsten beiden innerhalb von 5 Milliarden Jahren folgen. Die letzten Planeten neigen dazu, weitere 50 Milliarden zu verweilen, weil es keine anderen Planeten im System mehr gibt, mit denen man interagieren und es gravitativ anstoßen könnte.
Ich werde eine große Sache anmerken, die sie in ihren Simulationen ausgelassen haben: den Mars. Sie stellen fest, dass dies möglicherweise der letzte Planet ist, der überlebt, da er der Sonne am nächsten ist und eine wirklich enge stellare Begegnung benötigt, um ihn wegzuschleudern. Also, wenn Sie auf der Suche nach einem sehr langfristige immobilieninvestition, der vierte stein der sonne – sobald er der erste und einzige felsen wird – ist der richtige weg.
In der Zeitung stellen sie fest, dass sie keine herausragenden Begegnungen mit enthalten Doppelsterne , die effizienter im Sonnensystem herumstochern, so dass die Ergebnisse, die sie finden, wahrscheinlich die Obergrenzen dafür sind, wie lange das System halten wird.
Illustration eines kosmischen Zugwracks: Die Kollision der Milchstraße mit der Andromeda-Galaxie in vier Milliarden Jahren. Kredit: NASA, ESA, Z. Levay und R. van der Marel (STScI), T. Hallas und A. Mellinger
Ebenfalls, die Milchstraße wird in 4,6 Milliarden Jahren mit der Andromeda-Galaxie kollidieren , während die Sonne noch ein relativ normaler Stern ist, und das haben sie auch nicht berücksichtigt. Begegnungen werden wahrscheinlich häufiger vorkommen, wenn die Anzahl der Sterne in der resultierenden verschmolzenen Galaxie doppelt so hoch ist wie jetzt. Außerdem wird die Kollision die Dinge stark aufwühlen, so dass dies sowieso alles strittig sein kann. Die Sonne könnte in den Kern der Galaxie fallen, wo es viele Sterne gibt und häufig begegnet, oder in die Vororte geschleudert werden, wo Begegnungen selten sind. Und das alles lange bevor die durchschnittliche Sternenbegegnung ihre Sims beeinflusst.
Hier gibt es also eindeutig noch mehr zu tun. Aber dies ist ein ausgezeichneter Schritt, um alles herauszufinden.
Ich frage mich manchmal, warum mich dieses Thema so fasziniert? Ich meine, Ich habe buchstäblich ein ganzes Buch darüber geschrieben . Es ist mehr als nur die morbide Faszination für so etwas wie einen Horrorfilm, denke ich.
Wir betrachten das Sonnensystem als unveränderlich, aber das ist ein Menschenleben lang. Über lang Perioden ändert es sich sehr, und das ist eine Erschütterung unserer Selbstgefälligkeit.
Aber darüber hinaus hat die Idee der tiefen Zeit eine seltsame Anziehungskraft, nicht nur Millionen oder sogar Milliarden, sondern Billionen von Jahren oder sogar Epochen, die diese Zahlen wie ein einzelnes Ticken der Uhr erscheinen lassen. Es ist ein Fenster in etwas, das die meisten von uns noch nie wirklich in Betracht gezogen haben. Was ist, wenn wir die Zeit verstreichen lassen Ja wirklich lang? Was passiert dann?
Nun, die Sterne gehen aus. Planeten werden in den Weltraum geschleudert. Galaxien kollidieren. Es passiert ziemlich viel , eigentlich.
Sierra Burgess ist eine Verliererbewertung
Das Universum ist fast 14 Milliarden Jahre alt, und wir denken, dass das eine lange Zeit ist. Aber wirklich, es fängt gerade erst an.
