Solsystemets kjempeplaneter går i oppløsning i 9 av 10 simuleringer

Jupiter, Saturn, Uranus og Neptun har lenge blitt betraktet som det mest slitesterke maskineriet i solsystemet, et sett med baner man har ventet skulle overleve universet mange ganger. Nye simuleringer viser at Solen selv vil knuse dette maskineriet når den dør, mest sannsynlig innen rundt én milliard år etter at den er blitt en hvit dverg.

Årsaken er måten Solen taper masse på. Tidligere beregninger tok utgangspunkt i at en døende sol ville kvitte seg med de ytre lagene jevnt, som en langsom lekkasje, noe som utvider alle banene uten å forstyrre planetenes innbyrdes orden. Det nye arbeidet, utført av Konstantin Batygin og Jim Fuller ved Caltech og Fred Adams ved University of Michigan, bygger på bevis for at døende stjerner slynger ut sine ytre lag i adskilte, asymmetriske utbrudd. Hvert utbrudd gir Solen et lite rykk, og planetene merker dem alle.

Gjennom hundrevis av simulerte framtider bygget disse rykkene seg opp. I scenariet forfatterne anser som nærmest observasjonene, var rundt 40 % av de simulerte solsystemene allerede forstyrret eller voldsomt omstokket da den hvite dvergen ble dannet, og omtrent ni av ti gikk i oppløsning innen 3 milliarder år. I enkelte simuleringer ble Saturn kastet helt ut av solsystemet. I andre byttet Uranus og Neptun plass.

Hvis resultatet holder, er slutten på solsystemet ikke lenger en fjern tilfeldighet utløst av en forbipasserende stjerne. Den blir en del av Solens egen død, og den samme logikken gjelder nesten alle planetsystemer i galaksen, fordi nesten alle stjerner ender livet som hvite dverger.

Hvorfor en døende sol sparker til sine egne planeter

Om omtrent 5 milliarder år vil Solen svelle opp til en rød kjempe, og gjennom kjempefasene vil den miste rundt 46 % av massen. Når mindre masse holder dem på plass, driver planetene utover. I den jevne modellen vokser hver bane med en faktor på rundt 1,85, slik at det ytre solsystemet blir en større og langsommere utgave av det vi kjenner.

Hintet om at massetapet ikke er jevnt, kommer fra Gaia, Den europeiske romorganisasjonens satellitt for kartlegging av stjerner. Ved å følge stjernepar som går i bane rundt hverandre på store avstander, fant astronomer at nyfødte hvite dverger beveger seg som om de har fått et spark på rundt 0,75 km i sekundet, omtrent 2 700 km/t. En stjerne som kvittet seg med gassen likt i alle retninger, ville ikke fått noe spark i det hele tatt.

Den ledende forklaringen, et rammeverk Fuller nylig foreslo, er at en rød kjempes ytre lag forlater stjernen i adskilte skyer drevet av omrøringen i de ytre lagene. Teleskoper som kombinerer lys fra flere speil, viser allerede separate, skiftende støvskyer rundt aldrende kjempestjerner. Hver sky skyver stjernen svakt i en tilfeldig retning, og skyvene summeres til det observerte sparket.

For planetene er et rykk i Solen et rykk i alle banene samtidig. I studiens referansetilfelle mottar Solen rundt 4 600 rekyler på noen få meter i sekundet hver, med en median på rundt 7 m/s. Hver for seg er de små. Fordi de treffer tilfeldige punkter i hver planets bane, opphever de ikke hverandre, og banene begynner å vandre. «Alt endrer seg når de ytre lagene forsvinner i biter», skriver forfatterne.

Slik gikk de fram

Teamet brukte rebound, en mye brukt åpen kildekode som beregner hvordan himmellegemer beveger seg under hverandres gravitasjon, og koblet den med en modell for Solens utvikling bygget med MESA, et standardprogram for stjerneutvikling. De fire kjempeplanetene startet fra sine nåværende posisjoner og hastigheter, før Solen mistet masse langs denne modellbanen.

Først kom kontrollforsøket. I mer enn 60 simuleringer med jevnt massetap endret utfallet seg aldri: Banene utvidet seg, forholdene mellom planetenes omløpstider forble frosset, og systemet holdt seg stabilt i milliarder av år.

Deretter delte forskerne massetapet opp i biter. De kjørte 672 simuleringer og varierte størrelsen på hver utslyngede gasspakke fra en tidels milliondel til en titusendel av Solens masse, samtidig som de varierte om utbruddene pågikk gjennom alle Solens kjempefaser eller bare den siste, kalt den asymptotiske kjempegrenen. Hver sluttilstand ble deretter fulgt i ytterligere 3 milliarder år, uten forbipasserende stjerner eller andre ytre forstyrrelser.

Fra 10¹⁸ år til rundt én milliard

Tallene som erstattes, er enorme. Kaos alene ble anslått å trenge rundt 10¹⁸ år, en milliard milliarder år, for å destabilisere Uranus. Når man la til forbipasserende stjerner, som får et lettere mål i de utvidede banene, ble anslaget redusert til mellom 30 og 100 milliarder år. Universet er rundt 13,8 milliarder år gammelt.

Ved kalibreringen forfatterne foretrekker, rakner solsystemet nå av seg selv rundt én milliard år etter at den hvite dvergen dannes, hundre ganger tidligere enn den forventede ventetiden på den første forstyrrende forbipasserende stjernen. I de mest voldsomme simuleringene ble Neptuns bane strukket til en eksentrisitet på rundt 0,5, slik at avstanden til Solen ville variere med en faktor på tre mellom nærmeste og fjerneste punkt.

Problemene venter ikke alltid til Solen er ferdig med å dø. I 37 av 48 simuleringer i det foretrukne scenariet begynte banene å krysse hverandre før massetapet var over, og i det tidligste tilfellet mens Solen fortsatt var en rød kjempe med 89 % av sin nåværende masse. I ett eksempel ble Saturn kastet ut innen 2,5 millioner år etter den hvite dvergens fødsel, og etterlot Uranus og Neptun låst sammen.

Isaac Newton mistenkte at den gjensidige tiltrekningen mellom Jupiter og Saturn til slutt ville ødelegge planetenes orden. Laplace og Lagrange viste senere at banene, innenfor deres tilnærmingsnivå, bare oscillerer, og tre århundrer med beregninger fortsatte å skyve dommen stadig lenger fram. «Ustabiliteten Newton så for seg, er tross alt reell. Han tok bare feil av gjerningsmannen», konkluderer forfatterne.

Ikke alle utfall var ødeleggende. Enkelte simuleringer fanget par av planeter i resonanser, rytmiske banemønstre solsystemet aldri har hatt: Jupiter og Saturn i et 5:2-forhold, eller Uranus som fullfører to omløp for hvert ene Neptun fullfører. I 8 av de 672 simuleringene ble begge parene fanget samtidig. Disse låste systemene var ikke tryggere, og i simuleringene med mest oppdelt massetap overlevde de litt sjeldnere enn de andre.

Hva simuleringene ikke avklarer

Alt avhenger av en størrelse ingen har målt direkte: hvor stor hver sky av unnslippende gass er. Hvis Solen kvitter seg med de ytre lagene i pakker på en tidels milliondel av massen eller mindre, jevner utbruddene seg i stor grad ut, og solsystemet overlever som en forstørret kopi av seg selv. De voldsomme utfallene tar over når pakkene når rundt en hundredels milliondel av en solmasse.

Broen fra Gaia-sparkene til pakkestørrelsen er også en tolkning. Den forutsetter at sparkene kommer fra mange uavhengige utkastelser. Forfatterne argumenterer for at selv den lave enden av det målte området, 0,25 km i sekundet, innebærer pakker som allerede ligger i det voldsomme regimet. De påpeker også at hovedscenariet deres lar utbruddene fortsette utover den asymptotiske kjempegrenen, fasen der modellen er best kalibrert. Å begrense utbruddene til denne fasen fjernet alle tidlige sammenbrudd i rød kjempe-fasen, men 83 % av systemene ble likevel ustabile innen 3 milliarder år.

Arbeidet lar de indre planetene ligge. Det følger bare de fire kjempene, så Merkur, Venus, Jorden og Mars inngår ikke i beregningen. Tidligere studier har anslått Merkurs egen risiko til rundt 1 %: Det er sannsynligheten for at banen blir ustabil før Solen forlater sin nåværende, hydrogenbrennende fase.

Teorien gir også forutsigelser astronomer kan kontrollere. Hvis døende stjerner rutinemessig rister planetene sine løs, bør unge hvite dverger følges av en bestand av fritt svevende planeter. I disse simuleringene ble kjempene langt oftere kastet ut enn knust sammen, og avfallet som faktisk faller ned på hvite dverger, bør for det meste komme fra steinete legemer snarere enn kjempeplaneter. Det samsvarer med det steinholdige materialet som så langt er målt i forurensede hvite dverger.

Vanlige spørsmål om Solens død og planetene

Vil solsystemet gå i oppløsning når Solen dør?

Ifølge disse simuleringene er svaret sannsynligvis ja for kjempeplanetene. Hvis Solen mister de ytre lagene i tusenvis av separate utbrudd, slik sparkene til hvite dverger antyder, ble rundt ni av ti simulerte systemer ustabile innen 3 milliarder år etter at den hvite dvergen ble dannet. Ved jevnt massetap forble planetene stabile.

Når blir Solen en rød kjempe?

Om omtrent 5 milliarder år. Solen vil deretter miste rundt 46 % av massen gjennom kjempefasene før den ender som en hvit dverg på rundt 0,54 solmasser. I studien skjer sammenbruddene under dette massetapet eller i de påfølgende få milliardene av år.

Hva er et spark til en hvit dverg?

Det er den lille hastigheten en stjerne tilsynelatende får idet den blir en hvit dverg, rundt 0,75 km i sekundet ifølge Gaia-målinger av vidstrakte stjernepar. Et spark betyr at stjernen mistet gassen ujevnt, og hvert ujevne utbrudd gir også et lite dytt til eventuelle planeter i bane.

Kan Saturn virkelig kastes ut av solsystemet?

I noen simuleringer, ja. I én simulering ble Saturn kastet ut innen 2,5 millioner år etter at den hvite dvergen ble dannet. Blant kjempeplanetene var utkastelser vanligere enn kollisjoner, slik at tapte planeter ville drive gjennom galaksen som fritt svevende verdener.

Hva skjer videre

Studien ble publisert i The Astrophysical Journal Letters i september 2026, etter en preprint på arXiv, og fikk bredere omtale 12. oktober. Det sentrale tallet kan skjerpes med flere Gaia-målinger av spark til hvite dverger og bedre modeller for hvordan kjempestjerner slynger ut gass. Forfatterne peker også på planetene og restmaterialet som nå blir funnet rundt hvite dverger, som et arkiv over hvordan hver stjerne døde. Dermed tester hvert nytt system som registreres der, om Solens kjemper er dømt eller bare forstørret.

Referanse: Batygin et al., «Terminal Instability of the Solar System Triggered by Stochastic Solar Mass Loss,» The Astrophysical Journal Letters, 2026. DOI: 10.3847/2041-8213/aea290

Tagger: astronomi, hvit dverg, Caltech, Konstantin Batygin, solen, solsystemet