سرنوشت آشوبناک سیاره های بیرونی پس از مرگ خورشید ما

مشتری و زحل را تصور کنید، فرمانروایان همسایگی کیهانی ما، که ناگهان از رقص آرام و باشکوه خود بیرون رانده می‌شوند. نظم این رقص به هم می‌ریزد. مدارها منحرف می‌شوند. آشوب آرام‌آرام نفوذ می‌کند، اما نه به خاطر عبور یک ستاره سرکش از کنار منظومه شمسی، بلکه به دلیل خود خورشید.

گروهی از پژوهشگران کلتک می‌گویند دقیقاً چنین اتفاقی می‌تواند رخ دهد. آن‌ها با استفاده از مدل‌های تازه درباره کاهش جرم ستاره‌ای و دینامیک مداری دریافته‌اند که غول‌های بیرونی، یعنی مشتری، زحل، اورانوس و نپتون، احتمالاً حدود یک میلیارد سال پس از آنکه خورشید سوخت خود را به پایان برساند و به یک کوتوله سفید فروبپاشد، ناپایدار خواهند شد. این زمان‌بندی، برآوردهای پیشین درباره بقای این سیاره‌ها را در مقایسه با برخی پیش‌بینی‌های قبلی که پایداری را تا بازه‌هایی غیرقابل تصور، حتی در حد ده به توان هجده سال، ممکن می‌دانستند، حدود یک میلیارد برابر کوتاه‌تر می‌کند.

البته هنوز زمان داریم. خورشید حدود پنج میلیارد سال دیگر به یک غول سرخ تبدیل می‌شود و عطارد، زهره و احتمالاً زمین را می‌بلعد. مریخ باید از آن مرحله جان سالم به در ببرد، زیرا با از دست رفتن جرم خورشید کمی به بیرون رانده می‌شود. در فاصله‌های دورتر، مدت‌ها تصور می‌شد غول‌های گازی و یخی از مرگ ستاره تقریباً بی‌گزند عبور می‌کنند: با کاهش جرم خورشید، مدارهایشان فقط گسترده‌تر می‌شود و در مسیرهایی دورتر و پایدارتر جا می‌افتد.

اما پژوهش تازه این تصویر آرام را به چالش می‌کشد. به جای آنکه جرم خورشید به شکلی نرم و یکنواخت جدا شود، خورشید در حال مرگ ممکن است مواد خود را در فوران‌هایی شدید و نامنظم از دست بدهد، ضربه‌های ناگهانی که مقاله از آن‌ها با عنوان «لگدهای تصادفی» یاد می‌کند. این کاهش‌های تکانه‌ای، کشش گرانشی را نه آرام و تدریجی، بلکه به صورت جهشی تغییر می‌دهند و همین جهش‌ها می‌توانند مدار سیاره‌ها را به سوی تشدیدهای مداری و تقاطع مسیرها سوق دهند. در گذر زمان، تغییراتی که ابتدا بسیار کوچک به نظر می‌رسند، می‌توانند به بازآرایی‌های بزرگ در منظومه شمسی تبدیل شوند.

نتیجه اصلی این است: معماری منظم سیاره‌های بیرونی ممکن است حدود یک میلیارد سال پس از تبدیل خورشید به کوتوله سفید از هم بپاشد.

این رخداد یک آخرالزمان فوری نیست. ناپایداری زمانی از راه می‌رسد که مدت‌ها از فروکش کردن نمایش آتشین مرحله غول سرخ گذشته و خورشید به حدود نصف شعاع کنونی خود فروپاشیده و سرد شده است. با این حال، این یافته جدول زمانی خروج دینامیک منظومه شمسی از مسیر قابل پیش‌بینی را بازنویسی می‌کند. پیش‌تر بسیاری از اخترشناسان استدلال می‌کردند که فقط عوامل بیرونی، مانند ستاره‌های گذرا یا کشندهای کهکشانی در بازه‌های ده‌ها تا صدها میلیارد سال، می‌توانند آن مدارهای دوردست را مختل کنند. اما اکنون روشن شده است که کاهش جرم درونی و تصادفی خورشید، محرکی کارآمدتر برای آشوب‌های دیرهنگام است.

پیامدهای این نتیجه فقط به حیاط خلوت کیهانی ما محدود نمی‌شود. اگر واپسین نفس‌های خورشید بتواند سیاره‌های غول‌پیکر را به مدارهای تازه پرتاب کند، فرایندهای مشابه نیز ممکن است سامانه‌های فراخورشیدی را هنگام مرگ ستاره میزبانشان ناپایدار کنند، کمربندهای آواری را از نو شکل دهند و دنباله‌دارها و سیارک‌ها را به سمت نواحی درونی بفرستند. چنین روندی می‌تواند نشانه‌هایی قابل مشاهده در اطراف کوتوله‌های سفید بر جا بگذارد: جوهای آلوده به فلز، قرص‌های غبارآلود یا سیاره‌های کوچک بلعیده‌شده.

چه کسی حدس می‌زد آخرین پرده زندگی خورشید تا این اندازه نمایشی باشد؟ این یافته یادآوری می‌کند که حتی کندترین نمایش‌ها در اخترشناسی، مانند تکامل ستاره‌ای و حرکت سیاره‌ای، می‌توانند پیچش‌هایی ناگهانی در دل خود داشته باشند. اخترشناسان از این پس شبیه‌سازی‌های خود را با دقت بیشتری دنبال خواهند کرد و به دنبال همان ضربه‌های کوچکی می‌گردند که پیامدهایی بسیار بزرگ دارند.