Внеземные процессы, ответственные за влияние на разнообразие форм жизни, обычно невидимы для человеческого глаза. Однако ученых это не остановило. Они выяснили, как взрывы сверхновых звезд изменили жизнь на Земле. «Хайтек» рассказывает главное о новом исследовании.
В Млечном Пути взрываются звезды. Логично предположить, что это влияет на земную жизнь, ведь наша планета тоже там находится. Ученые захотели выяснить, как именно.
Что такое сверхновая?
Сверхновые — это взрыв звезд, самые большие взрыв, которые происходят в космосе. Их часто можно увидеть в других галактиках. Но сверхновые звезды трудно наблюдать в нашей галактике Млечный Путь, потому что пыль закрывает обзор. В 1604 году Иоганн Кеплер открыл последнюю наблюдаемую сверхновую в Млечном Пути.
Сверхновые появляются, когда меняется ядро или центр звезды. Есть два типа сверхновых в зависимости от этих процессов.
Первый тип происходит в двойных звездных системах. Двойные звезды — это две звезды, вращающиеся вокруг одной точки. Одна из звезд, углеродно-кислородный белый карлик, крадет материю у компаньона. В конце концов белый карлик накапливает слишком много вещества. Избыток материи приводит к взрыву звезды, в результате чего образуется сверхновая.
Второй тип сверхновой возникает в конце жизни одиночной звезды. Когда у нее заканчивается ядерное топливо, часть массы уходит в ядро. В итоге ядро становится настолько тяжелым, что не может противостоять собственной гравитационной силе. Ядро коллапсирует, что приводит к гигантскому взрыву сверхновой. Солнце — одиночная звезда, но у него недостаточно массы, чтобы стать сверхновой. Скорее всего, оно станет красным гигантом.
Как менялась жизнь на Земле?
Многочисленные исследования летописей окаменелостей показали, что разнообразие форм жизни значительно менялось в течение геологического времени. Фундаментальный вопрос эволюционной биологии заключается в том, какие процессы ответственны за эти процессы.
Новое исследование преподнесло большой сюрприз: различное количество ближайших взорвавшихся звезд (сверхновых) тесно связано с изменениями в биоразнообразии морских видов за последние 500 млн лет.
Почему сверхновые влияют на жизнь?
Возможное объяснение связи между сверхновыми и разнообразием состоит в том, что взорвавшиеся звезды влияют на климат Земли, считают ученые.
Большое количество сверхновых приводит к тому, что на планете становится холоднее, а разница температур между экватором и полярными регионами становится более очевидной. Это приводит к более сильным ветрам, перемешиванию вод океана и переносу необходимых для жизни питательных веществ в поверхностные воды вдоль континентального шельфа.
В целом ученые сделали вывод о том, что сверхновые имеют жизненно важное значение для первичной биопродуктивности, влияя на транспортировку питательных веществ.
Эффективность превращения поглощаемой зелеными растениями солнечной энергии в энергию химических связей органических веществ составляет в среднем 1%. Эта закономерность получила название «правило 1%». Вся первичная продукция, созданная продуцентами в результате фотосинтеза, называется валовой первичной продукцией (ВПП).
Валовая первичная биопродуктивность обеспечивает энергию для экологических систем, и предполагается, что изменения в ней могут влиять на биоразнообразие. Новые результаты согласуются с этой гипотезой.
Почему это происходит?
Когда тяжелые звезды взрываются, они производят космические лучи, которые представляют собой элементарные частицы с огромной энергией. Затем они достигают Солнечной системы, где некоторые и заканчивают свое путешествие, сталкиваясь с атмосферой Земли. Предыдущие исследования (первое, второе, третье) Хенрика Свенсмарка и его коллег (авторов новой работы), показывают, что они становятся основным источником ионов, помогая формировать и выращивать аэрозоли, необходимые для образования облаков.
Поскольку облака могут регулировать солнечную энергию, достигающую поверхности Земли, аэрозольное облако космических лучей влияет на климат. Свидетельства показывают существенные климатические сдвиги, когда интенсивность космических лучей изменяется на несколько сотен процентов в течение миллионов лет.
Когда взорвется следующая сверхновая?
Предполагается, что следующей взорвется Бетельгейзе — одна из самых ярких для наблюдения с Земли звезд, которая находится в Млечном Пути. Масса Бетельгейзе эквивалентна от 11 до 19 масс Солнца и, если бы она находилась в нашей Солнечной системе, то занимала бы место до орбиты Юпитера. Расстояние до звезды составляет от 500 до 630 световых лет от Земли. Также Бетельгейзе гораздо старше Солнца.
По разным оценкам, она может взорваться через несколько десятков или сотен тысяч лет. В целом есть два варианта развития событий: либо она взорвется под действием собственной гравитации, став сверхновой II типа, либо, возможно, превратится в черную дыру, вследствие гравитационного коллапса, которое не будет сопровождаться столь яркой вспышкой, как взрыв сверхновой.
Такая вспышка не представляет угрозы жизни на Земле. Кроме того, она расположена слишком далеко, чтобы ее рентгеновское и ультрафиолетовое излучение могло оказать существенное влияние на Землю. Выброшенному взрывом веществу звезды понадобится 6 млн лет, чтобы достичь Солнечной системы.
Читать далее:
Форма Млечного Пути совсем не такая, как мы считали все это время, выяснили ученые
Две суперземли нашли на краю обитаемой зоны: на одной из них комфортная температура
Найдена черная дыра, которая уничтожает звезду рекордно близко к Земле