Ar putea o supernova să distrugă vreodată Pământul?

Când steaua strălucitoare Betelgeuse va exploda, va fi o priveliște impresionantă. Explozia stelară, cunoscută sub numele de supernova, va fi mai strălucitoare decât orice planetă și aproape la fel de strălucitoare ca luna plină. Va fi vizibil în timpul zilei și puteți citi o carte la lumina ei la miezul nopții. Va dura câteva luni înainte de a dispărea, așa cum fac toate supernovele.

Dar nu va fi periculos. Pentru asta, ar trebui să fie mult, mult mai aproape; Betelgeuse se află la aproximativ 650 de ani lumină distanță. Deci există stele care reprezintă o amenințare pentru noi?

Pentru a estima cât de aproape ar trebui să fie o supernova pentru a provoca daune grave Pământtrebuie să ne uităm la capacitățile distructive ale unei supernove.

În primul rând, este unda de șoc de la explozia în sine. Dar crede-mă: dacă ești suficient de aproape de o supernovă pentru a fi îngrijorat de unda de șoc, atunci ești suficient de aproape de steaua pre-supernova pentru a fi primit deja o doză letală de radiații și chiar ar fi trebuit să te îndepărtezi cu mult timp în urmă.

În continuare, există lumină vizibilă. Deși poate fi impresionant și poate duce la orbire, nu va fi un factor de deteriorare a planetei noastre.

Vorbind despre producția de energie, marea majoritate a energiei emise de o supernovă este sub formă de neutrini, particule fantomatice care nu interacționează aproape niciodată cu materia. De fapt, sunt trilioane de neutrini care trec prin corpul tău chiar acum și pun pariu că nici nu i-ai observat. Așa că, chiar dacă ai avea în față valoarea unei supernove de neutrini, nu te-ar deranja.

Dar cum rămâne cu alte lungimi de undă de lumină, cum ar fi razele X și razele gamma? Vestea bună este că supernovele tind să nu producă cantități mari de radiații de înaltă energie. Dar vestea proastă este că asta este doar într-un sens relativ. La orice scară absolută rezonabilă – cum ar fi câte raze gamma vor trece prin atmosferă – este încă o tonă de radiații de înaltă energie.

Și, în sfârșit, există razele cosmice, particule accelerate până aproape de viteza luminii. Supernovele sunt capabile să producă cantități mari de raze cosmice, care pot provoca daune grave.

Înrudit: „Supernova eșuată” extrem de rară ar fi putut șterge o stea de pe cerul nopții fără urmă

Raza exploziei

Deci, ce face ca toate acele raze X, raze gamma și raze cosmice să fie atât de dăunătoare pentru Pământ? Aceste forme de radiație au suficient putere energetică pentru a distruge azotul molecular și oxigenul. Acele elemente în Atmosfera Pământului preferă să plutească ca molecule. Dar, odată rupte, se recombină în moduri interesante și fascinante – de exemplu, produc diverși oxizi de azot, inclusiv protoxid de azot, alias gaz de râs – ceea ce duce la epuizarea stratului de ozon.

Fără un strat de ozon, Pământul este vulnerabil la radiațiile ultraviolete de la soare. Asta nu înseamnă doar bronzare mai rapidă, arsuri mai rapide și rate mai mari de cancer de piele. Microorganismele fotosintetice, precum algele, devin vulnerabile. În esență, se gătesc și mor. Și pentru că formează stratul de bază al lanțului trofic, întregul ecosistem se prăbușește și există o extincție în masă.

Pentru supernovele care tind să apară în galaxia noastră, o stea pe moarte ar trebui să se afle la aproximativ 25 până la 30 de ani lumină de Pământ pentru a îndepărta cel puțin jumătate din stratul de ozon, ceea ce ar fi suficient pentru a declanșa toate efectele negative menționate mai sus. lucruri.

Și iată câteva vești bune care te ajută să dormi noaptea: nu există candidati cunoscuți pentru supernove la 30 de ani lumină de Pământ. Cel mai apropiat candidat, Spica, se află la aproximativ 250 de ani lumină depărtare și nu există stele care să devină candidate la supernovă și să se apropie în termen de 30 de ani lumină de Pământ în timpul vieții lor. Deci suntem în siguranță în această privință, cel puțin pentru moment.

Pe perioade de timp mai lungi, însă, lucrurile încep să devină mai interesante, deoarece tind să aibă de-a face cu entitățile care prezintă riscuri existențiale pentru biosfere întregi.

Unul dintre lucrurile distractive este că nostru sistem solar tocmai acum intră în brațul spiralat Orion al Calea lacteeiar brațele spiralate sunt cunoscute pentru rata lor avansată de formare a stelelor (de aceea tind să iasă în evidență în imagini). Dar ratele mai mari de formare a stelelor înseamnă rate mai mari de decese în stele – ceea ce înseamnă o șansă mai mare decât media de a ne apropia prea mult pentru confort în cei 10 milioane de ani în care ne va dura să încrucișăm brațul.

Odată ce luați în considerare toți acești factori, ajungeți să obțineți estimări ale unei întâlniri cu o supernovă potențial letală de câteva ori la fiecare miliard de ani.

De fapt, unii astronomi cred că este în apropiere supernova a provocat o extincție în masă acum 360 de milioane de anicare a ucis 75% din toate speciile.

Nu dormi pe el

Dar există un mic avertisment: această analiză se aplică numai supernovelor tipice. Există, de asemenea, un caz special în care steaua pe moarte este învăluită de un strat gros de praf. Când unda de șoc a supernovei lovește acel praf, eliberează un val de raze X, urmat de o explozie de raze cosmice secole mai târziu. Este un pumn urât unu-două: razele X pot călători peste 150 de ani lumină, slăbirea unei atmosfere planetareiar apoi câteva sute de ani mai târziu, razele cosmice termină treaba.

Și apoi există supernove de tip Ia, care sunt declanșate atunci când piticele albe – rămășițele superdense ale stelelor de masă mică sau medie precum soarele – acumulează material de la un însoțitor în orbită. Dar piticele albe sunt în general mici și slabe – deci sunt mult mai greu de detectat, iar evoluția lor finală către o supernovă este mult mai aleatorie. Într-o zi, pur și simplu ies, iar în următoarea, se transformă într-un infern nuclear.

Din fericire, cel mai apropiat candidat este pitica albă binară IK Pegasi, care se află în siguranță la aproximativ 150 de ani lumină distanță.

Înainte de a deveni prea mulțumiți, totuși, ar trebui să știți despre exploziile de raze gamma, care rezultă din fuziunile stelelor neutronice și hipernove. Sunt mult mai periculoase pentru că sunt incredibil de puternice și energiile lor explozive sunt concentrate în fascicule înguste care pot străpunge peste 10.000 de ani lumină printr-o galaxie. Deoarece exploziile de raze gamma sunt mult mai îndepărtate decât supernovele, ele sunt mai dificil de prezis și planificat.

Dormi bine!

Postat inițial pe Space.com.

Paul M. Sutter este profesor de cercetare în astrofizică la Universitatea SUNY Stony Brook și la Institutul Flatiron din New York City. El apare în mod regulat la TV și podcasturi, inclusiv „Întrebați un Spaceman”. Este autorul a două cărți, „Locul tău în univers” și „Cum să mori în spațiu” și este un colaborator regulat la Space.com, Live Science și multe altele. Paul și-a luat doctoratul în fizică de la Universitatea din Illinois din Urbana-Champaign în 2011 și a petrecut trei ani la Institutul de Astrofizică din Paris, urmat de o bursă de cercetare la Trieste, Italia.