Чи може наднова колись знищити Землю?

Щоб оцінити, наскільки близько повинна бути наднова, щоб завдати серйозної шкоди Землі, ми повинні спочатку поглянути на руйнівні можливості наднової. Коли яскрава зірка Бетельгейзе вибухне, це буде вражаюче видовище. Вибух зірки, відомий як наднова, буде яскравішим за будь-яку планету і майже таким же яскравим, як повний місяць. Його буде видно вдень, а опівночі можна буде читати книгу на його світлі. Це триватиме кілька місяців, перш ніж згаснути, як і всі наднові.

Але це не буде небезпечно. Для цього він мав би бути набагато, набагато ближче; Бетельгейзе знаходиться на відстані приблизно 650 світлових років від нас. То чи існують зірки, які становлять для нас загрозу? Щоб оцінити, наскільки близько повинна бути наднова, щоб завдати серйозної шкоди Землі, ми повинні розглянути руйнівні можливості наднової.

По-перше, це ударна хвиля від самого вибуху. Але повірте мені: якщо ви достатньо близько до наднової, щоб хвилюватися про ударну хвилю, тоді ви достатньо близько до зірки, що передувала надновій, і вже отримали смертельну дозу радіації, і вам справді слід було відійти дуже давно.

Далі видиме світло. Хоча це може бути вражаючим і призвести до сліпоти, це не буде фактором шкоди нашій планеті.

Говорячи про вихід енергії, переважна більшість енергії, яку випромінює наднова, є у формі нейтрино, примарних частинок, які майже ніколи не взаємодіють з матерією. Насправді зараз крізь ваше тіло проходять трильйони нейтрино, і я впевнений, що ви їх навіть не помітили. Тож навіть якщо ви отримаєте нейтрино в обсязі наднової, це вас не потурбує.

Але як щодо інших довжин хвиль світла, таких як рентгенівські та гамма-промені ? Хороша новина полягає в тому, що наднові не виробляють великої кількості високоенергетичного випромінювання. Але погана новина полягає в тому, що це лише у відносному сенсі. У будь-якому розумному абсолютному масштабі — наприклад, скільки гамма-променів пройде через атмосферу — це все одно тонна високоенергетичного випромінювання. 

І, нарешті, є космічні промені, частинки, прискорені майже до швидкості світла. Наднові здатні створювати велику кількість космічних променів, які можуть завдати серйозної шкоди.

Радіус вибуху

Отже, чому всі ці рентгенівські, гамма-промені та космічні промені такі шкідливі для Землі? Ці форми випромінювання мають достатньо потужний удар, щоб вони могли розірвати молекулярний азот і кисень. Ці елементи в земній атмосфері вважають за краще плавати у вигляді молекул. Але як тільки вони розпалися, вони рекомбінуються цікавими та захоплюючими способами — наприклад, вони утворюють різні оксиди азоту, включно з закисом азоту, він же звеселяючий газ — що призводить до виснаження озонового шару.

Без озонового шару Земля вразлива до ультрафіолетового випромінювання Сонця. Це не означає лише швидшу засмагу, швидші опіки та вищий рівень раку шкіри. Фотосинтезуючі мікроорганізми, як і водорості, стають вразливими. По суті, вони готуються і гинуть. І оскільки вони утворюють базовий шар харчового ланцюга, вся екосистема руйнується і відбувається масове вимирання.

Для наднових, які, як правило, відбуваються в нашій галактиці, вмираюча зірка мала б бути в межах приблизно 25-30 світлових років від Землі, щоб зняти принаймні половину озонового шару, чого було б достатньо, щоб викликати всі вищезгадані погані дії. речі.

І ось кілька хороших новин, які допоможуть вам спати вночі: у радіусі 30 світлових років від Землі немає відомих супернових. Найближчий кандидат, Спіка, знаходиться на відстані близько 250 світлових років від нас, і немає жодної зірки, яка б стала кандидатом на супернову та наблизилася до Землі на 30 світлових років протягом свого життя. Тож у цьому плані ми в безпеці, принаймні на цей час.

Проте протягом більш тривалого періоду часу все починає ставати цікавішим, оскільки вони, як правило, мають справу з сутностями, які становлять ризик існування цілих біосфер.

Одна з цікавих речей полягає в тому, що наша Сонячна система тільки зараз входить у спіральний рукав Оріона Чумацького Шляху, а спіральні рукави відомі своєю високою швидкістю утворення зірок (тому вони, як правило, стирчать на фотографіях). Але вищі темпи утворення зірок означають вищі показники загибелі зірок, що означає більший, ніж середній, шанс підійти надто близько для комфорту протягом 10 мільйонів років, які знадобляться нам, щоб перетнути руку.

Якщо ви врахуєте всі ці фактори, ви отримаєте оцінки потенційно смертельної наднової, яка спалахує кілька разів на мільярд років. Насправді деякі астрономи вважають, що наднова зоряна, що спалахнула неподалік, спричинила масове вимирання 360 мільйонів років тому, у результаті якого загинуло 75% усіх видів.

Не спи на цьому

Але є невелике застереження: цей аналіз стосується лише типових, звичайних наднових. Існує також особливий випадок, коли вмираюча зірка оповита товстим шаром пилу. Коли ударна хвиля наднової вражає цей пил, вона вивільняє потік рентгенівських променів, а потім вибух космічних променів через століття. Це неприємний удар: рентгенівське випромінювання може подолати понад 150 світлових років, послаблюючи планетарну атмосферу, а через кілька сотень років космічні промені завершують роботу. 

Крім того, є наднові типу Ia, які спрацьовують, коли білі карлики — надщільні залишки зірок малої або середньої маси, таких як Сонце — накопичують матеріал з орбітального супутника. Але білі карлики, як правило, малі та тьмяні, тому їх набагато важче виявити, а їх остаточна еволюція до наднової є набагато більш випадковою. Одного дня вони просто тусуються, а наступного перетворюються на ядерне пекло.

На щастя, найближчим кандидатом є подвійний білий карлик IK Pegasi, який безпечно знаходиться на відстані приблизно 150 світлових років від нас.

Однак перш ніж ви станете надто самовдоволеними, ви повинні знати про спалахи гамма-випромінювання, які є результатом злиття нейтронних зірок і гіпернових. Вони набагато небезпечніші, оскільки вони неймовірно потужні, а їхня вибухова енергія зосереджена у вузьких пучках, які можуть пробивати понад 10 000 світлових років через галактику. Оскільки гамма-спалахи відбуваються набагато далі, ніж наднові, їх складніше передбачити та спланувати.

Спи спокійно!