Cómo nuestra galaxia matará a nuestro sistema solar en un billón de años, planeta por planeta

Como Nuestra Galaxia Matara A Nuestro Sistema Solar En Un Billon De Anos Planeta Por Planeta

Aquí hay una pregunta divertida: ¿Cómo morirá el sistema solar?

Bien, quizás no sea tan divertido. Pero la ciencia de esto es al menos interesante.



La mayoría de las veces, cuando lee artículos sobre este tema, la respuesta es que el Sol consumirá su combustible nuclear, se convertirá en una gigante roja, engullirá a Mercurio, Venus y la Tierra , soplar sus capas externas , y luego se convierte en una enana blanca, enfriándose por la eternidad hasta que se vuelve negra y se congela casi al cero absoluto.

Eso sí, todo esto es cierto, pero eso no es realmente lo que le sucede a la sistema solar , solo el Sol y los primeros tres planetas (uno de los cuales tenemos un interés personal). Pero también hay otras cosas, como Marte y cuatro planetas gigantes. Ellos también cuentan. Diablos, Júpiter por sí solo tiene más masa que todo lo demás en el sistema solar (excepto el Sol, duh) combinado, por lo que su destino es muy importante.

¿Qué les pasa a todos ellos?

El sistema solar, con los tamaños de los objetos a escala, pero no las distancias. Crédito: Wikipedia / WP / PlanetUserAcercarse

El sistema solar, con los tamaños de los objetos a escala, pero no las distancias. Crédito: Wikipedia / WP / PlanetUser

Un artículo publicado recientemente analiza exactamente eso . En general, y a corto plazo, los movimientos de los planetas alrededor del Sol son predecibles. Siguen ecuaciones establecidas por primera vez por Isaac Newton en el siglo XVII, y todavía usamos esas ecuaciones de la misma manera en la actualidad.

Sin embargo, a largo plazo eso no funcionará. Si tiene más de dos cuerpos orbitando entre sí, el sistema generalmente se vuelve caótico después de un tiempo suficientemente largo. No me refiero a cosas que simplemente vuelan por todas partes; esto es en el sentido matemático de la teoría del caos; es decir, no es posible predecir con precisión dónde estarán los planetas en algún momento en el futuro lejano porque no se puede precisamente mida sus posiciones y movimientos ahora. Cualquier error aleatorio, por pequeño que sea, se propaga a través de las ecuaciones, se hace más grande con el tiempo y, finalmente, cambia la configuración del sistema solar de formas impredecibles.

Obra de arte que representa a un planeta rebelde, expulsado de su sistema solar, vagando por la galaxia. Crédito: NASA / JPL-Caltech / R. Herido (Caltech-IPAC)Acercarse

Obra de arte que representa a un planeta rebelde, expulsado de su sistema solar, vagando por la galaxia. Crédito: NASA / JPL-Caltech / R. Herido (Caltech-IPAC)

Para evitar eso, puede compensar un poco al incluir las incertidumbres en sus matemáticas y luego ejecutar las ecuaciones muchas veces, cambiando esos valores un poco cada vez. El resultado es un montón de configuraciones diferentes después de un tiempo, pero luego puede verlas estadísticamente. Por ejemplo, ¿en cuántas simulaciones interactuaron Júpiter y Saturno de manera que Saturno fue arrojado fuera del sistema solar? No puede saber qué simulador es el correcto, pero puede tener una idea de lo que sucederá de esta manera.

En el nuevo periódico fueron aún más lejos. Por un lado, incluyeron la pérdida de masa del Sol a medida que se convierte en un gigante rojo. Eso es importante, porque a medida que lo hace, su gravedad se debilita y las órbitas de los planetas se expanden; descubrieron que las órbitas de los planetas desde Marte hasta Neptuno aumentan de tamaño en un factor de aproximadamente 1,85 a medida que el Sol pierde aproximadamente la mitad de su masa en el planeta. próximos 7 mil millones de años.

Más que eso, también incluyeron las posibilidades de que las estrellas de la galaxia se acerquen lo suficiente al Sol como para tener un efecto. Las estrellas son pequeñas y están muy separadas, la estrella más cercana al Sol está a más de 40 billones de kilómetros de distancia, por lo que los encuentros como este son raros.

Pero no inexistente. Y si ejecuta una simulación lo suficientemente lejos en el futuro, una estrella deslizándose lateralmente por el sistema solar se vuelve inevitable. Entonces, los científicos ejecutaron sus simulaciones en dos partes. El primero fue hasta que el Sol perdiera su masa, y el segundo fue el largo período posterior. Incluyeron encuentros estelares semi-aleatorios, utilizando el entorno galáctico real (número de estrellas por año luz cúbico y sus movimientos) para simular eso.

Obra de arte que muestra la Tierra cocinada por el Sol cuando se convierte en una gigante roja ... siempre que no se vea envuelta cuando el Sol se expande. Crédito: Wikimedia commons / fsgregsAcercarse

Obra de arte que muestra la Tierra cocinada por el Sol cuando se convierte en una gigante roja ... siempre que no se vea envuelta cuando el Sol se expande. Crédito: Wikimedia commons / fsgregs

Descubrieron que en la Fase 1 (antes de que el Sol se hinche), los planetas están demasiado cerca del Sol para que eso tenga mucho efecto. Las estrellas tendrían que pasar mucho más cerca incluso para despojar a Neptuno, y un encuentro como ese ocurre en el billones de años escala de tiempo. Extremadamente improbable.

Pero una vez que el Sol es una enana blanca y los planetas están más alejados, las probabilidades aumentan. La gravedad del Sol es más débil, los planetas están más distantes y un encuentro estelar casual hace que sea más fácil despojar a los planetas y arrojarlos al espacio interestelar.

Ejecutaron diez simulaciones completas en esta configuración. Eso no es mucho (generalmente en situaciones como esta se ejecutan cientos o incluso miles) pero obtuvieron resultados similares cada vez que se sintieron confiados en sus conclusiones.

Un gráfico que muestra las veces que los planetas son expulsados ​​en diez simulaciones (codificadas por colores) del sistema solar. Por ejemplo, las veces que se expulsó el último planeta de cada simulador están en la fila superior, donde el más antiguo (oliva) es de 45 mil millones de años y el último (púrpura) esAcercarse

Un gráfico que muestra las veces que los planetas son expulsados ​​en diez simulaciones (codificadas por colores) del sistema solar. Por ejemplo, las veces que se expulsó el último planeta de cada sim son en la fila superior, donde el más antiguo (oliva) es de 45 mil millones de años y el último (púrpura) supera los 300 mil millones. En promedio, Júpiter es expulsado en último lugar, pero no siempre. Crédito: Zink y col.

Básicamente, encontraron que es probable que una estrella pase dentro de unos 75 mil millones de kilómetros cada 10 mil millones de años aproximadamente. Eso es lo suficientemente cerca como para tener algún efecto, y se suman más encuentros. En algunos simuladores, los planetas exteriores se desestabilizaron después de aproximadamente 45 mil millones de años.

En todos los simuladores, Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno son expulsados ​​después de un trillón de años como máximo. No es sorprendente que Júpiter sea generalmente el último superviviente; es el más cercano, el más macizo y el más difícil de patear.

En promedio, el primer planeta se pierde después de 30 mil millones de años y el último después de aproximadamente 100 mil millones. Además, una vez que se expulsa el primer planeta, el sistema se desestabiliza lo suficiente como para que los dos siguientes lo sigan en 5 mil millones de años. Los últimos planetas tienden a demorarse otros 50 mil millones, porque no quedan otros planetas en el sistema con los que interactuar y empujar gravitacionalmente.

Notaré una gran cosa que dejaron fuera de sus simulaciones: Marte. Señalan que puede ser el último planeta en sobrevivir, ya que está más cerca del Sol y necesita un encuentro estelar muy cercano para arrojarlo. Entonces, si estás buscando un muy Inversión inmobiliaria a largo plazo, la cuarta piedra del Sol, una vez que se convierte en la primera y única piedra, es el camino a seguir.

En el documento, señalan que no incluyen encuentros estelares con estrellas binarias , que son más eficientes para atacar el sistema solar, por lo que los resultados que encuentran probablemente sean límites superiores a la duración del sistema.

Ilustración de un choque de trenes cósmico: La colisión de la galaxia de la Vía Láctea / Andrómeda, dentro de cuatro mil millones de años. Crédito: NASA, ESA, Z. Levay y R. van der Marel (STScI), T. Hallas y A. MellingerAcercarse

Ilustración de un choque de trenes cósmico: La colisión de la galaxia de la Vía Láctea / Andrómeda, dentro de cuatro mil millones de años. Crédito: NASA, ESA, Z. Levay y R. van der Marel (STScI), T. Hallas y A. Mellinger

También, la Vía Láctea chocará con la Galaxia de Andrómeda en 4.600 millones de años , mientras que el Sol sigue siendo una estrella relativamente normal, y tampoco lo tuvieron en cuenta. Es probable que los encuentros ocurran con más frecuencia cuando la cantidad de estrellas en la galaxia fusionada resultante sea el doble de la que tenemos ahora. Además, la colisión agitará mucho las cosas, por lo que todo esto puede ser discutible de todos modos. El Sol podría caer en el núcleo de la galaxia donde las estrellas son abundantes y los encuentros son comunes, o ser arrojado a los suburbios donde los encuentros son raros. Y todo esto es mucho antes de que el encuentro estelar promedio afecte a sus sims.

Así que claramente hay más trabajo por hacer aquí. Pero este es un paso excelente para descubrirlo todo.

A veces me pregunto, ¿por qué me fascina tanto este tema? Quiero decir, Literalmente escribí un libro completo sobre esto. . Creo que es algo más que la fascinación mórbida por algo parecido a una película de terror.

Vemos el sistema solar como inmutable, pero eso es más de una vida humana. Sobre largo períodos cambia, mucho, y eso es una sacudida de nuestra complacencia.

Pero más que eso, hay una extraña atracción por la idea del tiempo profundo, no solo millones o incluso miles de millones, sino billones de años, o incluso épocas que hacen que esos números parezcan un tic-tac del reloj. Es una ventana a algo que la mayoría de nosotros nunca antes habíamos considerado. ¿Qué pasa si dejamos correr el tiempo? De Verdad ¿largo? ¿Qué pasa entonces?

Bueno, las estrellas se agotan. Los planetas son lanzados al espacio. Las galaxias chocan. Sucede bastante , Realmente.

El Universo tiene casi 14 mil millones de años y creemos que es mucho tiempo. Pero en realidad, solo está comenzando.