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Nuestro sistema solar se desintegrará antes de lo que pensamos

Una estrella enana blanca después de expulsar su masa para formar una nebulosa planetaria.
Imagen: © ESO / P. Weilbacher / AIP

Aunque el suelo debajo de nuestros pies se siente sólido y reconfortante la mayoría de las veces, nada en este Universo dura para siempre.

Un día, nuestro sol morirá, expulsando una gran proporción de su masa antes de que su núcleo se reduzca a a enana blanca , perdiendo calor gradualmente hasta que no es más que un trozo de roca fría, oscura y muerta mil billones de años después .

Pero el resto del sistema solar habrá desaparecido para entonces. Según las nuevas simulaciones, los planetas restantes tardarán solo 100 mil millones de años en atravesar la galaxia, dejando al sol moribundo muy atrás.

Los astrónomos y físicos han estado tratando de descifrar el destino final del Sistema Solar durante al menos cientos de años.

"Comprender la estabilidad dinámica a largo plazo del sistema solar constituye una de las búsquedas más antiguas de la astrofísica, que se remonta al mismo Newton, quien especuló que las interacciones mutuas entre planetas eventualmente conducirían al sistema inestable", escribieron los astrónomos Jon Zink de laUniversidad de California, Los Ángeles, Konstantin Batygin de Caltech y Fred Adams de la Universidad de Michigan en su nuevo artículo .

Pero eso es mucho más complicado de lo que parece. Cuanto mayor sea el número de cuerpos que están involucrados en un sistema dinámico, interactuando entre sí, más complicado crece el sistema y más difícil es predecirlo. Esto se llama problema de N-cuerpo .

Debido a esta complejidad, es imposible hacer predicciones deterministas de las órbitas de los objetos del sistema solar más allá de ciertas escalas de tiempo. Más allá de unos cinco a 10 millones de años, la certeza vuela por la ventana.

Pero, si podemos averiguar qué va a pasar con nuestro sistema solar, eso nos dirá algo sobre cómo podría evolucionar el Universo, en escalas de tiempo mucho más largas que su edad actual de 13.8 mil millones de años.

en 1999, los astrónomos predijeron que el sistema solar se desmoronaría lentamente durante un período de al menos mil millones de billones - eso es 10 ^ 18, o un trillón - de años. Ese es el tiempo que tomarían, calcularon, para que las resonancias orbitales de Júpiter y Saturno se desacoplaranUrano.

Sin embargo, según el equipo de Zink, este cálculo omitió algunas influencias importantes que podrían perturbar el sistema solar antes.

En primer lugar, está el sol.

adentro alrededor de 5 mil millones de años , mientras muere, el Sol se hinchará hasta convertirse en una gigante roja, envolviendo a Mercurio, Venus y la Tierra. Luego, expulsará casi la mitad de su masa, arrastrada al espacio por los vientos estelares; la enana blanca restante tendrá alrededor de 54porcentaje de la masa solar actual.

Esta pérdida de masa aflojará el agarre gravitacional del sol sobre los planetas restantes, Marte y los gigantes exteriores de gas y hielo, Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno.

En segundo lugar, a medida que el sistema solar orbita el centro galáctico, otras estrellas deberían acercarse lo suficiente como para perturbar las órbitas de los planetas, aproximadamente una vez cada 23 millones de años.

"Teniendo en cuenta la pérdida de masa estelar y la inflación de las órbitas de los planetas exteriores, estos encuentros serán más influyentes". escribieron los investigadores .

"Con el tiempo suficiente, algunos de estos sobrevuelos se acercarán lo suficiente como para disociar, o desestabilizar, los planetas restantes".

Teniendo en cuenta estas influencias adicionales en sus cálculos, el equipo ejecutó 10 simulaciones de N cuerpos para los planetas exteriores dejando fuera a Marte para ahorrar en costos de cálculo, ya que su influencia debería ser insignificante, utilizando el poderoso Clúster Hoffman2 compartido . Estas simulaciones se dividieron en dos fases: hasta el final de la pérdida de masa del Sol y la fase posterior.

Aunque 10 simulaciones no es una muestra estadística sólida, el equipo descubrió que cada vez se desarrollaba un escenario similar.

Después de que el Sol completa su evolución hacia una enana blanca, los planetas exteriores tienen una órbita más grande, pero aún permanecen relativamente estables. Sin embargo, Júpiter y Saturno quedan capturados en una resonancia estable de 5: 2, por cada cinco veces que Júpiter orbita elEl Sol, Saturno orbita dos veces esa eventual resonancia ha sido propuesta muchas veces, sobre todo por el propio Isaac Newton.

Estas órbitas expandidas, así como las características de la resonancia planetaria, hacen que el sistema sea más susceptible a las perturbaciones de las estrellas que pasan.

Después de 30 mil millones de años, tales perturbaciones estelares hacen que esas órbitas estables se conviertan en caóticas, lo que resulta en una rápida pérdida de planetas. Todos menos uno escapan de sus órbitas, huyendo hacia la galaxia como planetas rebeldes .

Ese último planeta solitario se queda por otros 50 mil millones de años, pero su destino está sellado. Con el tiempo, también es liberado por la influencia gravitacional de las estrellas que pasan. En última instancia, 100 mil millones de años después de que el Sol se convierte en unenana blanca, el Sistema Solar ya no existe.

Ese es un período de tiempo significativamente más corto que el propuesto en 1999. Y, los investigadores señalan cuidadosamente, depende de las observaciones actuales del entorno galáctico local y las estimaciones de sobrevuelos estelares, los cuales pueden cambiar. Por lo tanto, de ninguna manera está grabado en piedra.

Incluso si las estimaciones de la línea de tiempo de la desaparición del Sistema Solar cambian, sin embargo, todavía faltan muchos miles de millones de años. La probabilidad de que la humanidad sobreviva el tiempo suficiente para verla es mínima.

¡Que duermas bien!

La investigación ha sido publicada en El diario astronómico .

Este artículo fue publicado originalmente por ScienceAlert . Lea el artículo original aquí .