Ісаак Ньютон підозрював, що гравітаційна взаємодія Сонця й Юпітера колись розхитає Сонячну систему. Сучасні обчислення показали протилежне: у довгостроковій перспективі вона, за статистикою, доволі стабільна. Нова робота ставить цю впевненість під сумнів принаймні для зовнішньої частини системи.

Команда Костянтина Батигіна з Каліфорнійського технологічного інституту (Калтех) проаналізувала динаміку зовнішніх планет за різних сценаріїв втрати маси Сонцем. Стаття «Terminal Instability of the Solar System Triggered by Stochastic Solar Mass Loss» опублікована в рецензованому журналі The Astrophysical Journal Letters (том 1009, L22, 2026). Це результат числових симуляцій, а не даних якогось телескопа.

Що було відомо раніше

Кілька попередніх досліджень вивчали, як зміняться орбіти планет, коли Сонце на шляху до білого карлика скидатиме масу. Їхній висновок: великі півосі орбіт (середні відстані планет до Сонця) збільшаться приблизно вдвічі. Попри це орбіти залишаться стабільними довше за вік Всесвіту, за оцінкою порядку 10¹⁸ років.

Прольоти сусідніх зір могли б прискорити розпад. Розширена архітектура системи вразливіша до таких поштовхів. Проте навіть з цією поправкою орбіти планет-гігантів розпалися б лише за 30–100 мільярдів років.

У всіх цих моделях втрата маси була гладкою функцією часу. Тому руйнування системи могли спричинити тільки зовнішні впливи.

Що змінили в моделі

У реальності зорі на гілці червоних гігантів скидають масу не плавно. Викиди відбуваються у випадкові моменти й у випадкових напрямках. Це відповідає поштовхам швидкості, які можуть змінити динаміку планет.

Спершу дослідники перевірили класичний випадок плавної втрати маси й підтвердили попередні результати. Орбіти подвоюються, але динаміка спокійна. Так буває навіть тоді, коли маса викидається несиметрично: якщо процес плавний у часі, асиметрії взаємно гасяться.

Далі вони змоделювали стохастичні (випадкові) поштовхи. Поведінка зовнішніх планет здебільшого залежала від маси одного викиду.

- До 10⁻⁷ маси Сонця: динаміка майже збігається з плавним сценарієм.
- Від 10⁻⁷ до 10⁻⁶ маси Сонця: приблизно у 20% випадків Юпітер із Сатурном і Уран із Нептуном потрапляють у середньорухомі резонанси. Це конфігурація, у якій орбітальні періоди планет співвідносяться як невеликі цілі числа.
- Від 10⁻⁵ маси Сонця: зовнішня Сонячна система розпадається за мільярди років.

Резонанси планет не захищають. Резонансні симуляції розпадаються навіть трохи частіше за нерезонансні. Чим більша маса викиду, тим вищий шанс нестабільності.

Що це означає для Сонця

Моделі викидів і спостережувані амплітуди поштовхів вказують, що для Сонця типова маса викиду становитиме близько 10⁻⁴ маси Сонця. Це значно вище за поріг, за якого система руйнується.

За такого значення нестабільність може настати ще до утворення білого карлика. Приблизно 40% симуляцій призводять до руйнування або різкого розсіювання орбіт, поки Сонце залишається червоним гігантом. Близько 90% систем розпадаються протягом 3 мільярдів років.

Автори підсумовують, що очікуваний термін життя Сонячної системи скорочується з мільярда мільярдів років до близько одного мільярда років після утворення білого карлика. Це різниця приблизно в мільярд разів.

Наскільки впевнені в результаті

Це модельний результат, і його варто читати з урахуванням кількох обмежень. Дослідження стосується зовнішніх планет, тобто Юпітера, Сатурна, Урана й Нептуна. Відсотки в статті означають частку симуляцій певного типу, а не точну ймовірність реального сценарію.

Головний вхідний параметр, маса одного викиду, взятий із моделей викидів і спостережених поштовхів. Від нього сильно залежить висновок: за малих викидів система лишається стабільною. Джерело не наводить похибок для оцінки 10⁻⁴ маси Сонця, тому її точність лишається відкритим питанням.

Проте сам висновок змінює підхід. Раніше долю планет після зорі вирішували зовнішні впливи, тепер дестабілізувати систему може й випадковий характер самої втрати маси.