Что будет, если рядом с Солнечной системой пролетит звезда-изгой?

Солнце и другие одиночные звезды редко приближаются друг к другу. Подсчитано, что близкий проход — когда расстояние между светилами составляет менее 15 миллиардов километров — происходит один раз в 100 миллиардов лет, что превышает возраст Вселенной в более чем семь раз.

В связи с непрерывной эволюцией Солнца, его постепенным превращением в красного гиганта, у Земли в запасе около одного миллиарда лет, прежде чем ее поверхность станет непригодной для жизни. Таким образом, существует однопроцентный шанс того, что Солнце сблизится с какой-нибудь звездой-изгоем, пока на Земле все еще будет существовать жизнь. Но что может сделать с Солнечной системой звезда-изгой? «Свидание» такого рода способно полностью разрушить Солнечную систему или же привести к незначительным эффектам.

Авторы нового исследования изучили всевозможные варианты встречи, и приятно знать, что в 95% случаев проход звезды-изгоя не приводит к потере планет. Но для описания оставшихся 5% идеально подходит слово «хаос». Например, с вероятностью около 2,5% Меркурий выйдет на орбиту, которая постепенно приведет его к столкновению с Солнцем.

Важно отметить, что исследователи рассматривали сценарий, когда звезда-изгой пролетает на расстоянии около 100 астрономических единиц (а.е.) от Солнца (одна а.е. равна среднему расстоянию от Земли до Солнца, что составляет примерно 150 миллионов километров).

Звезда-изгой и катастрофическое «свидание»

Стоит отметить, что предыдущие исследования показали, что даже 0,1-процентное возмущение на орбите Нептуна может привести к тому, что Меркурий превратится в шарик для настольного тенниса (вероятно, он столкнется с Венерой, но Земля и Марс также являются возможными целями). Новая работа показывает, что последствия крошечных изменений орбит могут быть поистине катастрофическими.

«Хотя орбитальная эволюция планет во многом определяется вековыми и резонансными возмущениями, проходящие звезды могут оказывать косвенное влияние на орбиты планет», — пишут авторы в статье.

С вероятностью 1,21% может быть реализован сценарий столкновения Марса с Солнцем, и с вероятностью 1,17% — сценарий столкновения Венеры с любой планетой. Далее следуют менее вероятные сценарии выброса Урана или Нептуна из Солнечной системы или сценарий, когда Меркурий сталкивается с какой-нибудь планетой кроме Венеры.

Просматривая список сценариев по убыванию вероятности, мы также видим, что с вероятностью 0,48% Земля столкнется с какой-нибудь планетой, в то время как вероятность того, что Земля направится к Солнцу, составляет около 0,24%. Есть множество других сценариев, некоторые из которых более хаотичны, чем другие. Столкновения чаще наблюдаются у планет земной группы (Меркурий, Венера, Земля и Марс), а выбросы из системы — у планет внешней Солнечной системы (кроме Юпитера).

Существует крошечный шанс, что Земля будет выброшена на гораздо более широкую орбиту, в ледяное облако Оорта, но она будет оставаться привязанной к Солнцу. Есть небольшой, но примерно одинаковый для каждой планеты шанс быть захваченной проходящей звездой. Земля может оказаться в обитаемой зоне другой звезды и продлить свою обитаемость более чем на один миллиард лет. Но этот побег, скорее всего, приведет к гибели других планет Солнечной системы.

«Несмотря на разнообразие потенциальных путей эволюции, высока вероятность того, что нынешняя ситуация в нашей Солнечной системе не изменится, — утверждают авторы. — Прогрессирующее нагревание Земли из-за растущего солнечного света (не говоря уже о выбросах углерода, вызванных деятельностью человека) будет продолжаться с прежними темпами. Статистически маловероятно, что Вселенная поможет нам, обеспечив пролет звезды, который приведет к охлаждению Земли [сценарий, описанный чуть выше]. Лучшее решение для человечества — помочь самому себе».

Также существует 392 сценария из 12 000 симуляций, в которых погибают все планеты, кроме одной; наиболее распространенным выжившим является Юпитер (так же как и в других вероятных сценариях гибели Солнечной системы), но в 23 сценариях Земля рассматривается как единственный выживший мир.

Стоит отметить, что исследователи не учитывали очень важный фактор для нашей планеты: Луну. Как только система Земля-Луна будет принята во внимание, шансы на уничтожение нашей дорогой планеты возрастут просто потому, что с добавлением Луны мы станем более крупной мишенью. Однако даже с учетом спутника вероятность развития таких катастрофических событий остается очень низкой.