Consommation et désintégration.

La prochaine fois que vous voulez être la vie de la fête, si vous traînez avec des nerds cool, mettez simplement cette phrase dans la conversation. Et quand ils te regardent d'un air interrogateur, dites simplement que c'est le sort éventuel du système solaire.

Ajustez ensuite votre cravate et prenez une autre gorgée de votre absinthe.

Au flux de questions de suivi passionnantes qui ne manqueront pas de suivre votre explication, vous pouvez en outre expliquer que le soleil lui-même et la Voie lactée seront le coupable. Et puis vous pouvez mentionner une nouvelle étude.

L'étude s'intitule "La grande inégalité et la désintégration dynamique du système solaire extérieur". L'auteur principal est Jon Zink, un étudiant diplômé de la Division d'astronomie et d'astrophysique de l'UCLA. L'article est publié dans le Journal astronomique .

Les humains se sont longtemps interrogés sur le sort éventuel du système solaire. Dans l'introduction de leur article, les auteurs écrivent, "La compréhension de la stabilité dynamique à long terme du système solaire constitue l'une des plus anciennes recherches de l'astrophysique, remontant à Newton lui-même, qui a spéculé que les interactions mutuelles entre les planètes finiraient par rendre le système instable. » Mais il ne pouvait pas s'expliquer car la théorie des perturbations n'existait pas encore.

Newton avait au moins en partie raison. Mais déterminer l'avenir d'un système compliqué comme notre système solaire n'est pas une tâche facile, d'autant plus qu'il implique un pronostic scientifique sur des événements qui mettent des milliards d'années à se dérouler.

Dans cette nouvelle étude, les auteurs ont mené une multitude de simulations appelées N-corps. Ils sont un outil commun en astronomie et en astrophysique. Les simulations à N corps sont des simulations de systèmes dynamiques de particules en interaction, bien que dans ce cas, les particules sont les planètes et le soleil lui-même.

Dans plusieurs milliards d'années, le soleil, la cheville ouvrière du système solaire, changera radicalement. La fusion de l'hydrogène dans son cœur va s'arrêter, et le soleil quittera la séquence principale. Il deviendra une géante rouge, enveloppant Mercure, Vénus et probablement la Terre. (La survie de Mars est incertaine, mais puisque sa masse est si faible, qu'il survive ou non n'affectera pas beaucoup les grandes planètes extérieures."

Vous pourriez demander, "Une fois la Terre partie, qui se soucie de ce qui se passe ensuite? Pourquoi s'embêter avec ces simulations ?" Eh bien, peut-être que l'humanité a migré plus loin dans le système solaire d'ici là. Mais que nous l'ayons ou non, nous sommes toujours poussés à connaître le destin du système solaire.

Donc, alors que le soleil se transforme en géante rouge, il commencera également à perdre de la masse. En réalité, il perdra probablement environ la moitié de sa masse au cours des 7 prochains milliards d'années. La perte de masse, qui ancre les orbites des planètes et autres corps du système solaire, sera extrêmement perturbant.

L'expansion du soleil signifiera la fin du jeu pour les planètes rocheuses intérieures, probablement. Mais pour tous les humains ou leurs lointains, descendants méconnaissables s'accrochant à la vie dans l'océan d'Europe ou ailleurs, ce sera la fin du jeu, trop.

Sans la masse du soleil pour les ancrer gravitationnellement, les planètes extérieures du système solaire se décolleront. Comme un aristocrate sur une beuverie d'absinthe de cinq jours, leur comportement orbital deviendra imprévisible, erratique. Ils vont dériver plus loin, dans l'espace.

Jusque là, ce n'est pas une nouvelle connaissance. "En raison de la perte de masse solaire, qui devrait supprimer environ la moitié de la masse de l'étoile, les orbites des planètes géantes s'élargissent, " écrivent les auteurs. Mais Zink et ses collègues voulaient savoir ce qui se passe après cela. D'après leurs travaux, il y aura une autre période de stabilité relative pour certaines planètes.

"Ce processus adiabatique maintient les rapports de période orbitale, mais les interactions mutuelles entre les planètes et la largeur des résonances de mouvement moyen (MMR) augmentent, conduisant à la capture de Jupiter et de Saturne dans une configuration de résonance 5:2 stable."

Mais ces orbites élargies, avec d'autres caractéristiques, rendre la situation intenable. La nouvelle configuration, qui manque de l'effet d'ancrage de la masse solaire, est sensible aux "… perturbations dues aux interactions de survol stellaire, " écrivent les auteurs. A ce stade de leurs simulations, notre soleil méconnaissable est maintenant une naine blanche.

"Par conséquent, dans environ 30 Gyr, les rencontres stellaires perturbent les planètes sur le sous-domaine chaotique de la résonance 5:2, déclenchant une instabilité à grande échelle, qui culmine dans les éjections de toutes les planètes sauf une au cours des ~10 Gyr suivants."

Quelle est la planète qui résistera à l'expulsion ? Très probablement Jupiter, la planète la plus massive de notre système solaire. Sans aucun compagnon à gauche, Jupiter restera encore 50 Gyr, selon l'étude. Il ne sera supprimé que lorsqu'un survol stellaire l'enverra enfin emballer.

"Avec l'absence de planètes supplémentaires, la planète survivante manque d'un mécanisme direct pour atteindre l'énergie positive. La seule source d'échange d'énergie restante est l'interaction avec les étoiles qui passent, " écrivent les auteurs dans leur article. Et ils calculent qu'une étoile passera environ tous les 20 millions d'années.

En tant que dernière planète debout, L'excentricité orbitale de Jupiter va s'accentuer. "Par conséquent, l'échelle de temps attendue pour l'éjection de la géante gazeuse post-instabilité est réduite d'environ un facteur deux (par rapport à l'orbite planétaire avant le début de l'instabilité). Le vieux Jupiter solitaire sera donc plus susceptible d'être éjecté par les étoiles qui passent.

Si vous envisagez un événement de survol dans les bonnes circonstances pour éjecter Jupiter, ce n'est probablement pas tout à fait exact. C'est plus comme "la mort par mille coupures".

"Comme les rencontres de survol sont rares (en entrant dans le 10, 000 au sphère une fois tous les 23 Myr), et la plupart des interactions auront de petits effets dynamiques sur la planète restante, le processus d'éjection peut en principe se produire de façon constante…" écrivent Zink et ses co-auteurs.

Ou peut être pas. "D'autre part, suffisamment de temps, il est également possible qu'une rencontre extrêmement rapprochée libère indépendamment la planète finale. Le mécanisme sous-jacent à l'élimination de la planète finale représente donc une compétition entre ces deux processus."

Ce n'est pas facile à simuler, d'autant plus que tout se passera dans des milliards d'années. De manière appropriée, les auteurs posent une question :« En d'autres termes, la planète finale sera-t-elle éjectée par un seul événement majeur ou de nombreux petits échanges d'énergie ?"

Les auteurs proposent quelques mises en garde, bien que. L'un concerne le nombre de simulations qu'ils ont exécutées :10. Ils reconnaissent que leur étude ne constitue pas une preuve statistique solide, mais le fait que chaque simulation ait produit des résultats similaires est toujours significatif. "Dans nos 10 simulations, les quatre géantes gazeuses sont éjectées du système solaire en 1, 012 ans, après la fin de la perte de masse solaire, " ils écrivent.

Une autre mise en garde concerne les étoiles qui survolent. Ils ont modélisé des survols d'étoiles individuelles, mais environ la moitié de toutes les étoiles existent en paires binaires. L'équipe a exclu ces rencontres de leurs simulations, sorte de. Mais ils les comptaient toujours, reconnaissant que les survols binaires seraient probablement plus perturbateurs que les survols solitaires. "En choisissant d'exclure ces rencontres binaires, nous faisons une estimation prudente de la durée de vie du futur système solaire. En d'autres termes, l'effet de l'inclusion de survols binaires réduirait encore cette durée de vie attendue."

Au tout début de leur article, les auteurs suggèrent la prudence quant à leurs propres résultats. "Malheureusement, " ils écrivent, "même les simulations les plus précises à N corps ne sont capables de produire qu'un pronostic limité dans le temps pour l'évolution du système solaire. En raison de la nature chaotique des orbites planétaires, la prévision déterministe est impossible sur des échelles de temps suffisamment longues."

Bien sûr, la Voie lactée elle-même changera beaucoup au cours de ces périodes extrêmement longues. Comment cela affectera-t-il l'avenir du système solaire?

Comme le système solaire, ou ce qu'il en reste, migre à travers la galaxie, les perspectives peuvent changer. « Sur les échelles de temps considérées dans cette étude, le système solaire peut subir une migration radiale à travers la Galaxie, rencontrer des régions de densité stellaire et de dispersion de vitesse différentes." Mais c'est presque impossible à modéliser.

Va-t-il migrer vers l'extérieur ou vers l'intérieur ? Personne n'est sûr, et personne ne sait si cela signifie que le système résiduel rencontrera moins d'étoiles ou plus d'étoiles. Mais le taux de rencontre pourrait varier de trois fois.

La Voie lactée devrait également entrer en collision ou fusionner avec la galaxie d'Andromède dans plusieurs milliards d'années. Mais, ce n'est pas facile à modéliser au niveau granulaire des systèmes solaires individuels. "Ces changements auront un impact sur le taux et la vitesse des rencontres stellaires, mais estimer avec précision ces changements reste difficile et dépasse le cadre de ce présent travail."

Dans tous les cas, il n'y a aucune raison de finir sa bouteille d'absinthe en gardant un œil nerveux sur le ciel. Il est peu probable que l'humanité soit là pour assister à tout cela. S'il est vrai que 99,9% de toutes les espèces qui ont jamais existé ont disparu, nous n'avons pas de grandes chances.

Mais la question autour du sort du système solaire est toujours fascinante. Finalement, les anciens compagnons planétaires se disperseront et dériveront dans l'espace en tant que planètes voyous. Si une autre espèce de smarty-pants les aperçoit, ils n'auront aucune idée de leurs origines et aucun moyen de savoir qu'une certaine espèce d'hominidé sur une certaine planète s'est interrogée sur leur sort éventuel.