Зірки, що вибухають, трапляються рідко, але якби одна була достатньо близько, це могло б загрожувати життю на Землі

Зірки, що вибухають, трапляються рідко, але якби одна була достатньо близько, це могло б загрожувати життю на Землі

Мітка часу: 16 квітня 2024 р., 1:37

Зірки, як сонце надзвичайно постійний. Вони змінюються в яскравості лише на 0.1 відсотка протягом років і десятиліть завдяки синтезу водню в гелій, який їх живить. Завдяки цьому процесу сонце буде постійно світити ще близько 5 мільярдів років, але коли зірки вичерпають своє ядерне паливо, їхня смерть може привести до піротехніки.

Сонце врешті-решт помре зростаючи, а потім конденсуючись у тип зірки, який називається a білий карлик. Але зірки у вісім разів масивніші за Сонце померти жорстоко у вибуху називається надновою.

Наднові зірки виникають лише через Чумацький Шлях кілька разів на століття, і ці сильні вибухи зазвичай досить віддалені, щоб люди тут, на Землі, не помітили. Щоб зірка, яка вмирає, мала вплив на життя на нашій планеті, вона повинна стати надновою в межах 100 світлових років від Землі.

Я астроном хто навчається космології та чорних дір.

У своєму написанні про космічні закінчення, я описав загрозу від зоряні катаклізми такі як наднові зірки та пов’язані з ними явища, такі як сплески гамма-променів. Більшість цих катаклізмів віддалені, але коли вони відбуваються ближче до дому, вони можуть становити загрозу для життя на Землі.

Загибель масивної зірки

Дуже небагато зірок є достатньо масивними, щоб загинути в надновій. Але коли це робиться, то ненадовго за яскравістю зрівняється з мільярдами зірок. На одну наднову за 50 років, а с 100 мільярдів галактик у Всесвіті, десь у Всесвіті наднова вибухає кожну соту секунди.

[Вбудоване вміст]

Вмираюча зірка випромінює високоенергетичне випромінювання у вигляді гамма-променів. Гамма-промені є формою електромагнітного випромінювання з довжиною хвилі, яка набагато коротша за світлові хвилі, тобто вони невидимі для людського ока. Вмираюча зірка також випускає потік високоенергетичних частинок у формі космічні промені: субатомні частинки, що рухаються зі швидкістю, близькою до світла.

Наднові зірки в Чумацькому Шляху трапляються рідко, але деякі з них були настільки близько до Землі, що історичні записи обговорюють їх. в 185 AD, зірка з’явилася в місці, де раніше не було жодної зірки. Ймовірно, це була наднова.

Спостерігачі з усього світу побачили яскраву зірку, яка раптово з’явилася 1006 AD. Пізніше астрономи зіставили його з надновою на відстані 7,200 світлових років. Тоді, в 1054 AD, китайські астрономи зафіксували зірку, видиму в денному небі, яку астрономи згодом ідентифікували як наднову за 6,500 світлових років від нас.

Чоловік із темним волоссям і бородою, одягнений у темний одяг із вишуканим коміром, спираючись однією рукою на стегно, а іншою — на земній кулі.
Йоганн Кеплер, астроном, який у 1604 році спостерігав те, що, ймовірно, наднову. Автор зображення: Музей Кеплера у Вайль-дер-Штадті

Йоганнес Кеплер зауважив остання наднова в Чумацькому Шляху в 1604 році, тому в статистичному сенсі, наступний прострочений.

На відстані 600 світлових років, червоний надгігант Бетельгейзе у сузір’ї Оріона — найближча масивна зірка, яка наближається до кінця свого життя. Коли вона стане надновою, вона сяятиме так само яскраво, як повний місяць, для тих, хто спостерігатиме за нею з Землі, не завдаючи жодної шкоди життю на нашій планеті.

Радіаційні пошкодження

Якщо зірка стане надновою досить близько до Землі, гамма-випромінювання може пошкодити частину захисту планети, яка дозволяє життю процвітати на Землі. Існує затримка в часі через кінцеву швидкість світла. Якщо наднова спалахує на відстані 100 світлових років, нам знадобиться 100 років, щоб ми її побачили.

Астрономи знайшли докази наднової зірки на відстані 300 світлових років від нас, яка вибухнула 2.5 мільйона років тому. Радіоактивні атоми, захоплені в осадових відкладеннях морського дна, є яскраві ознаки цієї події. Випромінювання від гамма-променів руйнувало озоновий шар, що захищає життя на Землі від шкідливого випромінювання Сонця. Ця подія призвела б до охолодження клімату, що призвело б до вимирання деяких стародавніх видів.

Безпека від наднової приходить з більшою відстанню. Гамма-промені та космічні промені поширюються в усіх напрямках після випромінювання наднової, тому частка, яка досягає Землі зменшується зі збільшенням відстані. Наприклад, уявіть дві однакові наднові, одна з яких у 10 разів ближча до Землі, ніж інша. Земля отримає випромінювання, яке приблизно в сто разів сильніше від найближчої події.

Наднова в межах 30 світлових років буде катастрофічною, серйозно виснажить озоновий шар, порушить морський харчовий ланцюг і, ймовірно, спричинить масове вимирання. Деякі астрономи припускають, що сусідні наднові викликали a серії масових вимирань 360-375 мільйонів років тому. На щастя, ці події відбуваються в межах 30 світлових років лише кожні кілька сотень мільйонів років.

Коли нейтронні зірки стикаються

Але наднові — не єдині події, які випромінюють гамма-промені. Зіткнення нейтронних зірок викликають явища високої енергії, починаючи від гамма-променів і закінчуючи гравітаційні хвилі.

Залишившись після вибуху наднової, нейтронні зірки — це кулі матерії розміром із місто, щільність яких нарівні з атомним ядром, тобто в 300 трильйонів разів щільніша за Сонце. Ці зіткнення створили багато з золото і дорогоцінні метали на землі. Інтенсивний тиск викликаний двома ультращільними сили зіткнення об'єктів нейтрони в атомні ядра, що створює більш важкі елементи, такі як золото і платина.

[Вбудоване вміст]

Зіткнення нейтронних зірок породжує інтенсивне спалах гамма-променів. Ці гамма-промені концентруються в a вузький струмінь радіації, яка має великий удар.

Якби Земля була на лінії вогню, гамма-випромінювання спалахнуло всередині 10,000 світлових років, або 10 відсотків діаметра галактики, спалах би сильно пошкоджують озоновий шар. Це також пошкодило б ДНК в клітинах організмів на такому рівні, що вбив би багато простих форм життя, таких як бактерії.

Це звучить зловісно, ​​але нейтронні зірки зазвичай не утворюються парами, тому вони є лише одне зіткнення в Чумацькому Шляху приблизно кожні 10,000 XNUMX років. Вони є У 100 разів рідше, ніж спалахи наднових. У всьому Всесвіті кожні кілька хвилин відбувається зіткнення нейтронних зірок.

Спалахи гамма-випромінювання можуть не становити безпосередньої загрози життю на Землі, але протягом дуже довгих масштабів часу спалахи неминуче вдарять по Землі. The ймовірність того, що спалах гамма-випромінювання спровокує масове вимирання становлять 50 відсотків за останні 500 мільйонів років і 90 відсотків за 4 мільярди років, відколи на Землі існує життя.

Згідно з цією математикою, цілком імовірно, що спалах гамма-випромінювання спричинив одну з них п'ять масових вимирань за останні 500 мільйонів років. Астрономи стверджують, що гамма-спалах спричинив перше масове вимирання 440 мільйонів років тому, коли 60 відсотків усіх морських істот зникли.

Недавнє нагадування

Найбільш екстремальні астрофізичні явища мають тривалий вплив. Про це астрономам нагадали в жовтні 2022 року, коли сонячною системою прокотився імпульс радіації та перевантажив усі гамма-телескопи в простір.

Це було найяскравіший гамма-спалах відбуватися з початку людської цивілізації. Радіація викликала раптове хвилювання до іоносфери Землі, хоча джерелом майже був вибух два мільярди світлових років. Життя на Землі не вплинуло, але той факт, що він змінив іоносферу, протверезить: подібний спалах у Чумацькому Шляху був би в мільйон разів яскравішим.

Ця стаття перевидана з Бесіда за ліцензією Creative Commons. Читати оригінал статті.

Зображення Фото: NASA, ESA, Джоел Кастнер (RIT)

Часова мітка:

Більше від Хаб сингулярності