Consumo y desintegración.

La próxima vez que quieras ser el alma de la fiesta, si estás saliendo con nerds geniales, simplemente introduce esa frase en la conversación. Y cuando te miran con curiosidad, solo di que ese es el destino final del sistema solar.

Luego ajústese la corbata y tome otro sorbo de absenta.

Al flujo de preguntas de seguimiento emocionadas que seguramente seguirán su explicación, puede explicar además que el sol mismo y la Vía Láctea serán los culpables. Y luego puedes mencionar un nuevo estudio.

El estudio se titula "La gran desigualdad y la desintegración dinámica del sistema solar exterior". El autor principal es Jon Zink, estudiante de posgrado en la División de Astronomía y Astrofísica de UCLA. El artículo se publica en la Diario astronómico .

Los humanos se han preguntado durante mucho tiempo sobre el destino final del sistema solar. En la introducción de su artículo, los autores escriben, "Comprender la estabilidad dinámica a largo plazo del sistema solar constituye una de las búsquedas más antiguas de la astrofísica, remontándose al mismo Newton, quien especuló que las interacciones mutuas entre planetas eventualmente conducirían al sistema inestable ". Pero no pudo explicarse porque la teoría de la perturbación aún no existía.

Newton tenía razón, al menos en parte. Pero determinar el futuro de un sistema complicado como nuestro sistema solar no es una tarea fácil, especialmente porque implica algún pronóstico científico de eventos que tardan miles de millones de años en desarrollarse.

En este nuevo estudio, los autores llevaron a cabo una serie de lo que se denominan simulaciones de N cuerpos. Son una herramienta común en astronomía y astrofísica. Las simulaciones de N-cuerpos son simulaciones de sistemas dinámicos de partículas que interactúan, aunque en este caso, las partículas son los planetas y el sol mismo.

En varios miles de millones de años, el sol, el eje del sistema solar, cambiará drásticamente. La fusión de hidrógeno en su núcleo se reducirá, y el sol dejará la secuencia principal. Se expandirá hasta convertirse en un gigante rojo envolviendo a Mercurio, Venus y probablemente la Tierra. (La supervivencia de Marte es incierta, pero como su masa es tan baja, si sobrevive o no, no afectará mucho a los grandes planetas exteriores ".

Podrías preguntar "Una vez que la Tierra se haya ido, ¿A quién le importa lo que pase después? ¿Por qué molestarse con estas simulaciones? "Bueno, tal vez la humanidad haya emigrado más hacia el sistema solar para entonces. Pero ya sea que lo tengamos o no, todavía nos impulsa a conocer el destino del sistema solar.

Entonces, como el sol se expande en un gigante rojo, también empezará a perder masa. De hecho, probablemente perderá aproximadamente la mitad de su masa en los próximos 7 mil millones de años más o menos. La pérdida de masa que ancla las órbitas de los planetas y otros cuerpos del sistema solar, será extremadamente perjudicial.

La expansión del sol significará el fin del juego para los planetas rocosos interiores, más probable. Pero para cualquier humano o su distante, descendientes irreconocibles que se aferran a la vida en el océano de Europa o en algún otro lugar, se terminará el juego, también.

Sin la masa del sol para anclarlos gravitacionalmente, los planetas exteriores del sistema solar se despegarán. Como un aristócrata en una borrachera de absenta de cinco días, su comportamiento orbital se volverá impredecible, errático. Se alejarán más hacia el espacio.

Hasta aquí, esto no es un conocimiento nuevo. "Debido a la pérdida de masa solar, que se espera que elimine aproximadamente la mitad de la masa de la estrella, las órbitas de los planetas gigantes se expanden, "escriben los autores. Pero Zink y sus colegas querían saber qué sucede después de esto. Según su trabajo, habrá otro período de relativa estabilidad para algunos de los planetas.

"Este proceso adiabático mantiene las proporciones del período orbital, pero las interacciones mutuas entre planetas y el ancho de resonancias de movimiento medio (MMR) aumentan, lo que lleva a la captura de Júpiter y Saturno en una configuración resonante estable de 5:2 ".

Pero estas órbitas expandidas, junto con otras características, hacer la situación insostenible. La nueva configuración, que carece del efecto anclaje de la masa solar, es susceptible a "... perturbaciones de interacciones de sobrevuelos estelares, "escriben los autores. En este punto de sus simulaciones, nuestro sol irreconocible es ahora una enana blanca.

"Respectivamente, dentro de unos 30 Gyr, los encuentros estelares perturban los planetas en el subdominio caótico de la resonancia 5:2, desencadenando una inestabilidad a gran escala, que culmina en la expulsión de todos menos uno de los planetas durante los siguientes ~ 10 Gyr ".

¿Cuál es el único planeta que resistirá la expulsión? Muy probablemente Júpiter, el planeta más masivo de nuestro sistema solar. Sin compañeros que quedaran, Júpiter se quedará por otros 50 Gyr, según el estudio. Solo se eliminará cuando un sobrevuelo estelar finalmente lo envíe a empacar.

"Con la ausencia de planetas adicionales, el planeta superviviente carece de un mecanismo directo para obtener energía positiva. La única fuente restante de intercambio de energía es a través de interacciones con estrellas que pasan, “Los autores escriben en su artículo. Y calculan que una estrella pasará aproximadamente cada 20 millones de años.

Como el último planeta en pie La excentricidad orbital de Júpiter aumentará. "Como resultado, la escala de tiempo esperada para la expulsión del gigante gaseoso posterior a la inestabilidad se reduce aproximadamente en un factor de dos (en comparación con la órbita planetaria antes del inicio de la inestabilidad). Así que el viejo y solitario Júpiter será más susceptible a la eyección de cualquier estrella que pase.

Si está visualizando un evento de sobrevuelo en las circunstancias adecuadas para expulsar a Júpiter, probablemente eso no sea del todo correcto. Es más como "muerte por mil cortes".

"Dado que los sobrevuelos son raros (ingresando el 10, 000 au esfera una vez cada 23 Myr), y la mayoría de las interacciones tendrán pequeños efectos dinámicos en el planeta restante, el proceso de expulsión puede, en principio, producirse de forma constante ... ", escriben Zink y sus coautores.

O tal vez no. "Por otra parte, dado el tiempo suficiente, También es posible que un encuentro extremadamente cercano libere de forma independiente al planeta final. El mecanismo subyacente para la remoción del planeta final representa, por lo tanto, una competencia entre estos dos procesos ".

Esto no es fácil de simular especialmente porque todo sucederá dentro de miles de millones de años. Adecuadamente, los autores plantean una pregunta:"En otras palabras, ¿El planeta final será expulsado por un solo evento importante o por muchos pequeños intercambios de energía? "

Los autores ofrecen un par de advertencias, aunque. Uno se refiere al número de simulaciones que ejecutaron:10. Reconocen que su estudio no constituye una evidencia estadística sólida, pero el hecho de que cada simulación produjo resultados similares sigue siendo significativo. "En nuestras diez simulaciones, los cuatro gigantes gaseosos son expulsados ​​del sistema solar dentro de 1, 012 años, después del final de la pérdida de masa solar, " escriben.

Otra advertencia tiene que ver con las estrellas que sobrevuelan. Modelaron sobrevuelos de estrellas individuales, pero aproximadamente la mitad de todas las estrellas existen en pares binarios. El equipo excluyó esos encuentros de sus simulaciones, algo así como. Pero todavía los contabilizaron, reconociendo que los sobrevuelos binarios probablemente serían más perturbadores que los sobrevuelos solitarios. "Al optar por excluir estos encuentros binarios, estamos haciendo una estimación conservadora de la vida útil del futuro sistema solar. En otras palabras, el efecto de incluir sobrevuelos binarios reduciría aún más esta vida útil esperada ".

Al comienzo de su artículo, los autores sugieren cautela con sus propios resultados. "Desafortunadamente, " escriben, "Incluso las simulaciones de cuerpos N más precisas solo pueden producir un pronóstico limitado en el tiempo para la evolución del sistema solar. Debido a la naturaleza caótica de las órbitas planetarias, el pronóstico determinista es imposible en escalas de tiempo suficientemente largas ".

Por supuesto, la propia Vía Láctea cambiará mucho en estas escalas de tiempo extremadamente largas. ¿Cómo afectará eso al futuro del sistema solar?

Como el sistema solar, o lo que queda de ella, migra por la galaxia, la perspectiva puede cambiar. "En las escalas de tiempo consideradas en este estudio, el sistema solar puede experimentar una migración radial a través de la galaxia, encontrar regiones de diferente densidad estelar y dispersión de velocidad ". Pero eso es casi imposible de modelar.

¿Migrará hacia afuera o hacia adentro? Nadie está seguro y nadie está seguro de si eso significa que el sistema remanente encontrará menos estrellas o más estrellas. Pero la tasa de encuentro podría variar tres veces.

También se espera que la Vía Láctea choque o se fusione con la galaxia de Andrómeda en varios miles de millones de años. Pero otra vez, eso no es fácil de modelar a nivel granular de sistemas solares individuales. "Estos cambios afectarán la tasa y la velocidad de los encuentros estelares, pero la estimación precisa de estos cambios sigue siendo difícil y está más allá del alcance de este trabajo ".

En todo caso, no hay razón para terminar su botella de absenta mientras mantiene un ojo nervioso en el cielo. Es poco probable que la humanidad esté presente para presenciar algo de esto. Si es cierto que el 99,9% de todas las especies que han existido alguna vez se han extinguido, no tenemos grandes probabilidades.

Pero la pregunta sobre el destino del sistema solar sigue siendo fascinante. Finalmente, los antiguos compañeros planetarios se dispersarán y se desplazarán por el espacio como planetas rebeldes. Si alguna otra especie de sabelotodo los detecta, no tendrán ni idea de sus orígenes ni forma de saber que una determinada especie de homínido en un planeta determinado se pregunta sobre su destino final.