نابودی خورشید تنها به سیاره‌های درونی محدود نمی‌شود؛ کل سیستم خورشیدی به زوال می‌رسد
این واقعیت که منظومه شمسی میلیاردها سال توانسته است شکل کنونی خود را حفظ کند، به معنای ابدی بودن این وضعیت نیست. مطالعه‌ای جدید نشان می‌دهد که در آینده‌ای نه چندان دور، رویدادهای مختلفی می‌توانند تعادل خورشیدی‌مان را خدشه‌دار کنند و تنها تهدید اصلی تغییر حالت خورشید از ستاره زرد به غول سرخ نیست.
سال‌هاست که احتمال داده می‌شود مدار عطارد به شرایطی ناپایدار برسد. طبق برآوردها، این سیاره در پنج میلیارد سال آینده می‌تواند با احتمال یک درصد از منظومه شمسی خارج شود. همچنین برخی شبیه‌سازی‌ها نشان داده‌اند که این رویداد ممکن است باعث برخورد کوچک‌ترین سیاره منظومه شمسی با زهره، زمین یا مریخ گردد.
حتی اگر چنین سناریویی پیش نیاید، زمانی که سوخت هسته‌ای خورشید به پایان برسد و این ستاره با تبدیل به غول سرخ منبسط شود، ابعاد آن به مراتب فراتر از مدار زهره خواهد رفت و احتمالاً به مدار زمین نیز خواهد رسید.
قبلاً تصور می‌شد که ناحیه بیرونی منظومه شمسی و سیارات بزرگ‌تر مثل مشتری، زحل، اورانوس و نپتون دارای ثباتی شگفت‌انگیز در مقابل اختلال‌های گرانشی هستند. برخی از تخمین‌ها نشان می‌دادند که این سیاره‌ها می‌توانند تا یک میلیون تریلیون سال به حیات خود ادامه دهند؛ مدت زمانی که در طول آن خورشید به غول سرخ تبدیل شده، سپس به کوتوله سفید و در نهایت به کوتوله سیاه تبدیل خواهد شد.
تبدیل شدن غول سرخ به کوتوله سفید به خودی خود یک رویداد ویرانگر محسوب نمی‌شود. هسته خورشید در این حین منقبض شده و به جرمی نزدیک به زمین، اما با وزنی حدود ۱۰۰هزار برابر بیشتر تبدیل می‌گردد. این جرم فشرده هنوز هم با گرمایی که در اثر انقباض تولید می‌شود، نور ساطع می‌کند. همچنین، لایه‌های بیرونی خورشید به فضای میان‌ستاره‌ای پرتاب می‌شوند و یک سحابی سیاره‌نما ایجاد می‌کنند.
پیشتر انتظار می‌رفت که سیارات بیرونی توانایی تحمل فرایند از دست رفتن جرم خورشید و حتی عبور گاه‌به‌گاه ستاره‌های دیگر از نزدیکی خود را تا ۱۰۰ میلیارد سال داشته باشند. اما یافته‌های جدید این فرض را مورد تردید قرار داده‌اند.
فرضیه پیشین بر این اساس بود که خورشید جرم خود را به آرامی و به شکلی یکنواخت از دست می‌دهد. با این‌حال، مشاهدات از کوتوله‌های سفید نشان می‌دهند که این فرآیند ممکن است نرم و یکنواخت نباشد. به احتمال زیاد تا آن زمان زمین به غبار تبدیل خواهد شد، اما سیارات بیرونی منظومه شمسی نیز روزهای راحتی را نخواهند گذراند.
حتی اگر خورشید جرم خود را به طور یکنواخت از دست بدهد، ممکن است اورانوس و نپتون موقعیت خود را با یکدیگر مبادله کنند. اما اگر از دست دادن جرم خورشید به‌صورت دوره‌ای و نامنظم انجام بگیرد، بی‌ثباتی‌های عمده‌ای خیلی پیش از اینکه خورشید به یک کوتوله سفید تبدیل شود، آغاز خواهند شد.
برخی شبیه‌سازی‌ها نشان می‌دهد که اورانوس ممکن است از منظومه شمسی پرتاب شود؛ در حالی که در شبیه‌سازی‌های دیگر، نپتون به چنین سرنوشتی دچار می‌گردد. همچنین برخی شبیه‌سازی‌ها نشان داده‌اند که زحل از منظومه شمسی دور خواهد شد، در حالی که دو غول یخی، یعنی اورانوس و نپتون در مدارهایی که به نوعی هماهنگی مداری دارند، به دام می‌افتند.
بر اساس این تحقیقات، تنها یک میلیارد سال پس از تبدیل شدن خورشید به کوتوله سفید، دیگر نشانی از منظومه شمسی بیرونی به شکل امروزی آن باقی نخواهد ماند.
نویسندگان این مطالعه در بخش نتیجه‌گیری می‌نویسند: «نیوتن با بررسی حرکات متغیر مشتری و زحل، فکر می‌کرد که نظم سیاره‌ای منظومه شمسی عمر محدودی دارد. با این حال، پس از سه قرن تحقیق در زمینه مکانیک سماوی، از مباحث کلاسیک درباره تغییر ناپذیری مدارها تا شبیه‌سازی‌های عددی میلیاردساله، زمان وقوع این سرنوشت همواره به تعویق افتاده است؛ به گونه‌ای که اکنون در جدیدترین تخمین‌ها، این رویداد به زمان‌هایی بسیار طولانی‌تر از عمر جهان موکول گردیده است.»
تنها یک میلیارد سال پس از تبدیل شدن خورشید به کوتوله سفید، دیگر نشانی از منظومه شمسی بیرونی به شکلی که امروز می‌شناسیم، باقی نخواهد ماند
پژوهشگران اضافه می‌کنند: «[اما] نتایج تحقیقات ما فروپاشی منظومه شمسی را به دوره‌های زمانی آشناتر در اخترفیزیک مرتبط می‌کند و عامل این رویداد را تغییر می‌دهد: این فروپاشی نه ناشی از انباشت تدریجی آشوب است و نه تعامل تصادفی با ستاره‌ای گذرا؛ بلکه خود خورشید است که هنگامی که می‌میرد، نه تنها منظومه سیاره‌ای خود را گسترش می‌دهد، بلکه آن را به لرزه درمی‌آورد و در بسیاری از موارد، سیاراتش را به بیرون پرتاب می‌کند.»
بر اساس اظهارات نویسندگان: «بی‌ثباتی‌ای که نیوتن تصور می‌کرد، در نهایت به واقعیت می‌پیوندد. اشتباه او فقط در شناسایی عامل این پدیده بود.»
مطالعات جدید دیگر نیز به این نتیجه رسیده‌اند که سیارات می‌توانند به واسطه آشوب و پیامدهای ناشی از شکل‌گیری کوتوله‌های سفید شکل گیرند. اولین نمونه از این سیارات که به “دنیاهای ققنوس‌وار” معروف شده‌اند، به تازگی در اطراف کوتوله سفید HS 0209+0832 شناسایی شده‌اند. جیمی ویلیامز، کاشف این سیاره از دانشگاه وارویک، اظهار داشته است:
ما نخستین سیاره‌ای که نسل دوم خوانده شده را در اطراف یک کوتوله سفید کشف کردیم. این احتمال وجود دارد که در دورانی بسیار دور، سیاره‌ای از نسل دوم در اطراف خورشید ما که در آن وقت به کوتوله سفید تبدیل شده است، شکل بگیرد.
این پژوهش در مجله علمی The Astrophysical Journal Letters منتشر شده است.
