Американские ученые выяснили, что за последние 40 тыс. лет вблизи Земли вспыхнули четыре сверхновые, которые могли повлиять на климат планеты. Объясняем, что это значит.
Какие сверхновые взорвались около Земли?
Согласно новому исследованию как минимум всемь звезд могли потенциально взорваться рядом с нашей планетой. Однако четыре из них оказались наиболее подходящими кандидатами.
Один из взрывов бывшей звезды в созвездии Вела произошел на расстоянии 815 световых лет от Земли 13 тысяч лет назад. Следом за этим собитием на Земле увеличилась концентрация углерода-14 на целых 3%. На основании этого можно сделать вывод, что взрывы ближайших сверхновых оказывают влияние на Землю.
Почему вообще взрываются звезды?
Взрыв звезды или сверхновой может произойти, только если тело будет массой больше 20 масс Солнца. После это начинается коллапса её ядра: он происходит после того, как в нём истощается топливо для поддержания термоядерных реакций.
С начала 1990-х годов были замечены столь мощные взрывы звёзд, что сила каждого взрыва превышала мощность взрыва обычной сверхновой примерно в 10 раз, а энергия взрыва превышала 1045 джоулей. К тому же многие из этих взрывов сопровождались длинными гамма-всплесками.
Сегодня термин «гиперновая» используется также для описания взрывов звёзд с массой в 100—150 и более солнечных масс.
Гиперновые могут создать серьёзную угрозу Земле вследствие характерной для них гамма-лучевой вспышки, но в настоящее время вблизи Солнечной системы нет столь опасных звёзд. По некоторым данным, 440 миллионов лет назад имел место взрыв гиперновой звезды недалеко от Солнечной системы, и удар по Земле гамма-лучевым потоком от этой гиперновой оказался столь мощным, что он вызвал Ордовикско-силурийское вымирание (исчезли более 60 % видов морских беспозвоночных).
Как взрывы сверхновых влияют на нашу планету?
Такие звезды, которые взрываются рядом с нашей планетой, называют околоземными сверхновыми. Это такие вспышки сверхновой звезды, которые происходят на достаточно малом расстоянии от Земли (по различным оценкам, менее 100 св. лет), чтобы оказать заметное воздействие на ее биосферу.
Статистические расчёты показывают, что вспышка сверхновой происходит в радиусе 10 парсек от Земли каждые 240 миллионов лет. Основным фактором воздействия сверхновой на биосферу планеты земного типа являются гамма-лучи.
В случае с Землёй, гамма-лучи могут стать катализатором химической реакции в верхних слоях атмосферы Земли, в результате которой молекулярный азот окислится, что приведёт к уменьшению озонового слоя.
В свою очередь, это сделает биосферу Земли уязвимой для ультрафиолетового излучения и космических лучей. Особенно сильно пострадают фитопланктон и биоценозы коралловых рифов, что значительно обеднит морские пищевые цепочки.
Согласно оценкам, сверхновая II типа должна вспыхнуть ближе 8 парсек (26 световых лет) от Земли, чтобы толщина озонового слоя уменьшилась наполовину. Подобные оценки основываются на моделировании атмосферы и единственном измеренном потоке излучения от SN 1987A, сверхновой II типа, вспыхнувшей в 1987 году в Большом Магеллановом Облаке.
Изучение продуктов распада короткоживущих радиоактивных изотопов показывает, что близкая сверхновая существенно повлияла на элементный состав Солнечной системы 4,5 миллиарда лет назад, и, возможно, даже вызвала формирование нашей планетной системы. Синтез тяжёлых элементов в сверхновых в ходе эволюции Вселенной сделал возможным существование на Земле жизни.
Может ли меняться климат при взрывах сверхновых?
Согласно новому исследованию ученых из Университета Колорадо в Боулдере, США, взрывы сверхновых и правда оказывают влияние на климат Земли.
Исследователи проанализировали образцы древесины на наличие изотопа углерода-14, который образуется, когда космические лучи атакуют атмосферу Земли.
В годичных кольцах деревьев обычно накапливается одно и то же фоновое содержание изотопа углерода, однако специалисты выявили несколько пиков, когда концентрация углерода-14 резко возрастала. Некоторые ученые предполагали, что пики связаны с солнечными вспышками.
Отметим, что в незначительных количествах этот изотоп всегда присутствует в атмосфере, образуясь под действием космических лучей. Живые организмы включают его в состав своих тканей, и лишь после смерти, пока распад углерода-14 продолжается, его концентрация постепенно снижается. Этот процесс служит основой радиоуглеродного метода датирования.
Соответственно те пики концентрации углерода-14 ученые решили связать со сверхновыми и проверили, происходили ли взрывы звезд рядом с Землей за последние 40 тысяч лет. Эксперты выявляли их по оставшимся после вспышки туманностям.
В итоге были выявлены восемь сверхновых, подходящих под критерии. Наиболее подходящими кандидатами оказались четыре из них. Например, одна из вспышек произошла 13 тысяч лет назад на расстоянии 815 световых лет от Земли. В результате вещество увеличилось в концентрации на 3%.
Читать также:
В геноме коронавируса нашли скрытый ген, ответственный за пандемию
Ледник «Судного дня» оказался опаснее, чем думали ученые. Рассказываем главное
Выяснилось, что Вселенная нагревается. Температура выросла в 10 раз за 10 млрд лет