Räjähtävät tähdet ovat harvinaisia ​​– mutta jos yksi olisi tarpeeksi lähellä, se voisi uhata elämää maan päällä

Julkaissut Platon

seuraajia: 0

Tähdet ovat kuin aurinko huomattavan vakio. Niiden kirkkaus vaihtelee vain 0.1 prosenttia vuosien ja vuosikymmenten aikana vedyn fuusion ansiosta heliumiksi, joka tuottaa voiman. Tämä prosessi pitää auringon paistaa tasaisesti noin 5 miljardia vuotta lisää, mutta kun tähdet käyttävät ydinpolttoaineensa loppuun, heidän kuolemansa voi tapahtua johtaa pyrotekniikkaan.

Aurinko kuolee lopulta kasvamalla suureksi ja tiivistymällä tähdeksi nimeltä a valkoinen kääpiö. Mutta tähdet yli kahdeksan kertaa massiivisemmat kuin aurinko kuolla väkivaltaisesti räjähdyksessä kutsutaan supernovaksi.

Supernovat tapahtuvat Linnunradan yli vain a muutaman kerran vuosisadassa, ja nämä väkivaltaiset räjähdykset ovat yleensä niin kaukana, etteivät ihmiset täällä maan päällä huomaa. Jotta kuolevalla tähdellä olisi mitään vaikutusta planeettamme elämään, sen pitäisi muuttua supernovaksi 100 valovuoden päässä Maasta.

olen tähtitieteilijä kuka opiskelee kosmologia ja mustat aukot.

Kirjoituksessani aiheesta kosmisia loppuja, olen kuvaillut uhkaa tähtien kataklysmit kuten supernovat ja niihin liittyvät ilmiöt, kuten gammasäte purskuu. Useimmat näistä kataklysmeistä ovat etäisiä, mutta kun ne tapahtuvat lähempänä kotia, ne voivat muodostaa uhan elämälle maapallolla.

Massiivisen tähden kuolema

Hyvin harvat tähdet ovat tarpeeksi massiivisia kuollakseen supernovassa. Mutta kun tekee, niin lyhyesti kilpailee miljardien tähtien kirkkauden kanssa. Yhdellä supernovalla 50 vuodessa ja sen kanssa 100 miljardia galaksia maailmankaikkeudessa, jossain universumissa supernova räjähtää sekunnin sadasosan välein.

[Upotetun sisällön]

Kuoleva tähti lähettää korkeaenergistä säteilyä gammasäteinä. Gammasäteet ovat sähkömagneettisen säteilyn muoto, jonka aallonpituudet ovat paljon lyhyempiä kuin valoaallot, mikä tarkoittaa, että ne ovat ihmissilmälle näkymättömiä. Kuoleva tähti vapauttaa myös virtauksen korkeaenergisiä hiukkasia muodossa kosmiset säteet: subatomiset hiukkaset, jotka liikkuvat lähellä valonnopeutta.

Linnunradan supernovat ovat harvinaisia, mutta muutamat ovat olleet niin lähellä Maata, että historialliset tiedot käsittelevät niitä. Sisään 185 AD, tähti ilmestyi paikkaan, jossa tähteä ei ollut aiemmin nähty. Se oli luultavasti supernova.

Tarkkailijat ympäri maailmaa näkivät yhtäkkiä kirkkaan tähden ilmestyvän sisään 1006 AD. Myöhemmin tähtitieteilijät sopivat sen supernovaan, joka oli 7,200 XNUMX valovuoden päässä. Sitten sisään 1054 ADKiinalaiset tähtitieteilijät tallensivat päivätaivaalla näkyvän tähden, jonka tähtitieteilijät myöhemmin tunnistivat supernovaksi 6,500 XNUMX valovuoden päässä.

Mies, jolla on tummat hiukset ja parta, yllään tummia vaatteita, joissa on hienostunut kaulus, toinen käsi lantiolla ja toinen maapallolla. — Johannes Kepler, tähtitieteilijä, joka havaitsi todennäköisesti supernovan vuonna 1604. Kuvan lainaus: Kepler-museo Weil der Stadtissa

Johannes Kepler huomautti Linnunradan viimeinen supernova vuonna 1604, joten tilastollisessa mielessä seuraava on myöhässä.

600 valovuoden päässä punainen superjättiläinen Betelgeuse Orionin tähdistössä on lähin massiivinen tähti, joka lähestyy elämänsä loppua. Kun se siirtyy supernovaan, se paistaa yhtä kirkkaasti kuin täysikuu niille, jotka katsovat maasta ilman, että se vahingoittaa planeettamme elämää.

Säteilyvaurio

Jos tähti muuttuu supernovaksi riittävän lähelle Maata, gammasäteily voi vahingoittaa planeetan suojaa, joka mahdollistaa elämän kukoistavan maan päällä. Aikaviive johtuu rajallisesta valonnopeudesta. Jos supernova laukeaa 100 valovuoden päässä, kestää 100 vuotta ennen kuin näemme sen.

Tähtitieteilijät ovat löytäneet todisteita 300 valovuoden päässä sijaitsevasta supernovasta, joka räjähti 2.5 miljoonaa vuotta sitten. Merenpohjasedimentteihin jääneet radioaktiiviset atomit ovat kertovia merkkejä tästä tapahtumasta. Gammasäteiden säteily heikensi otsonikerros, joka suojaa maapallon elämää auringon haitallisilta säteilyltä. Tämä tapahtuma olisi jäähdyttänyt ilmastoa ja johtanut joidenkin muinaisten lajien sukupuuttoon.

Turvallisuus supernovalta tulee suuremmalla etäisyydellä. Gammasäteet ja kosmiset säteet leviävät kaikkiin suuntiin kerran supernovasta, joten osa, joka saavuttaa maan pienenee etäisyyden kasvaessa. Kuvittele esimerkiksi kaksi identtistä supernovaa, joista toinen on 10 kertaa lähempänä Maata kuin toinen. Maa saisi lähemmästä tapahtumasta noin sata kertaa voimakkaampaa säteilyä.

Supernova 30 valovuoden sisällä olisi katastrofaalinen, heikentäisi vakavasti otsonikerrosta, häiritsisi meren ravintoketjua ja aiheuttaisi todennäköisesti massasukupuuton. Jotkut tähtitieteilijät olettavat, että lähellä olevat supernovat laukaisivat a joukko sukupuuttoa 360-375 miljoonaa vuotta sitten. Onneksi nämä tapahtumat tapahtuvat 30 valovuoden sisällä vain muutaman sadan miljoonan vuoden välein.

Kun neutronitähdet törmäävät

Mutta supernovat eivät ole ainoita tapahtumia, jotka lähettävät gammasäteitä. Neutronitähtien törmäykset aiheuttaa korkean energian ilmiöitä gammasäteilystä gravitaation aallot.

Jäi jälkeen supernovaräjähdyksen jälkeen, neutronitähdet ovat kaupungin kokoisia ainepalloja, joiden tiheys on atomiydin, eli 300 biljoonaa kertaa tiheämpi kuin aurinko. Nämä törmäykset loivat monia kulta ja jalometallit maan päällä. Kahden ultratiheän aiheuttama voimakas paine esineiden törmäysvoimat neutroneja atomiytimiin, mikä luo raskaampia alkuaineita, kuten kultaa ja platinaa.

[Upotetun sisällön]

Neutronitähtien törmäys synnyttää voimakkaan gammasäteilypurkaus. Nämä gammasäteet keskittyvät a kapea suihku säteilyä, jolla on suuri vaikutus.

Jos maapallo olisi tulilinjassa gammasäteilyn sisällä 10,000 valovuottaeli 10 prosenttia galaksin halkaisijasta, puhkeaminen olisi vahingoittaa vakavasti otsonikerrosta. Se vaurioittaisi myös organismien solujen sisällä olevaa DNA:ta tasolla, joka tappaisi monia yksinkertaisia elämänmuotoja, kuten bakteereja.

Se kuulostaa pahaenteiseltä, mutta neutronitähdet eivät tyypillisesti muodostu pareittain, joten on olemassa Linnunradalla vain yksi törmäys noin 10,000 XNUMX vuoden välein. He ovat 100 kertaa harvinaisempi kuin supernovaräjähdykset. Koko maailmankaikkeudessa tapahtuu neutronitähtien törmäys muutaman minuutin välein.

Gammapurkaukset eivät välttämättä ole välitöntä uhkaa elämälle maapallolla, mutta hyvin pitkällä aikavälillä purkaukset osuvat väistämättä Maahan. The todennäköisyys, että gammapurkaus laukaisee massasukupuuton 50 prosenttia viimeisten 500 miljoonan vuoden aikana ja 90 prosenttia 4 miljardin vuoden aikana siitä, kun maapallolla on ollut elämää.

Tämän matematiikan perusteella on melko todennäköistä, että gammapurkaus aiheutti yhden niistä viisi massasukupuuttoa viimeisen 500 miljoonan vuoden aikana. Tähtitieteilijät ovat väittäneet, että gammapurkaus aiheutti ensimmäinen massasukupuutto 440 miljoonaa vuotta sitten 60 prosenttia kaikista meren olennoista katosi.

Viimeaikainen muistutus

Äärimmäisillä astrofysikaalisilla tapahtumilla on pitkä ulottuvuus. Tähtitieteilijät muistutettiin tästä lokakuussa 2022, kun säteilypulssi pyyhkäisi aurinkokunnan läpi ja ylikuormitti kaikki gammasäteilyteleskoopit vuonna XNUMX. tila.

Se oli kirkkain gammapurkaus tapahtuneet ihmissivilisaation alkamisesta lähtien. Säteily aiheutti äkillisen häiriön Maan ionosfääriin, vaikka lähde oli melkein räjähdys kahden miljardin valovuoden päässä. Elämä maapallolla ei vaikuttanut, mutta se tosiasia, että se muutti ionosfääriä, on järkyttävää – samanlainen purkaus Linnunradassa olisi miljoona kertaa kirkkaampi.

Tämä artikkeli julkaistaan uudelleen Conversation Creative Commons -lisenssin alla. Lue alkuperäinen artikkeli.

Kuva pistetilanne: NASA, ESA, Joel Kastner (RIT)