Коли спалах наднової знищить життя на землі космос наука і техніка
Залежно від відстані між зіркою і Сонцем вчений розглядає різні типи загроз для планети. Серед них - виснаження озонового шару на Землі, в результаті чого посилиться вплив ультрафіолетового випромінювання Сонця на земні організми, і вузькоспрямований летальний ефект рентгенівських променів від наднової. Враховуються і непрямі наслідки спалаху зірки. Наприклад, високоенергетичні космічні промені здатні змінити клімат планети, зокрема, ініціювати утворення щільних хмар, які обмежать доступ сонячного світла до поверхні планети і викличуть новий льодовиковий період.
Матеріали по темі
Як Землю знищить «Зірка смерті»
Космічні промені високих енергій відкрив в 1912 році австрійський фізик Віктор Гесс. Після декількох досліджень, проведених на повітряній кулі, він виявив, що радіаційний фон збільшується з висотою. Через 22 роки Вальтер Бааде і Фріц Цвіккі показали, що коливання інтенсивності космічних променів можуть бути пов'язані зі спалахами наднових - одними з найбільш енергійних подій у Всесвіті. Вибухи зірок відбуваються після того, як в них закінчується запас ядерного палива (наднові типу II), або в подвійних системах (наднові типу Ia), де потік матерії від зірки, що відноситься до головної послідовності. на білий карлик збільшує його масу аж до межі Чандрасекара (близько 1,44 сонячних мас). Після спалаху утворюється нейтронна зірка.
Виникаючі в результаті вибуху космічні промені є потоки частинок, що складаються головним чином з протонів і, в значно меншій мірі, з більш важких атомних ядер і електронів. Крім масивних частинок, вибухи наднових породжують потоки фотонів - інтенсивне рентгенівське і гамма-випромінювання.
Через двадцять років після з'ясування природи космічних променів, в 1954 році, німецький палеонтолог Отто Шіндевольф висунув одну з перших гіпотез про зв'язок спалахів наднових з масовими вимирання - зникненнями численних видів живих організмів на Землі, зафіксованими палеонтологічними, палеокліматичні і геологічними дослідженнями. Він припустив, що високоенергетичне випромінювання могло призвести до вимирання морських організмів прямо або побічно, за допомогою формування небезпечних для життя радіоактивних ізотопів. З тих пір багато вчених намагалися зіставити спалаху наднових з масовими вимирання.
На представленому малюнку відзначені п'ять найбільших масових вимирань. Інформація є тільки для морських тварин, оскільки вона збереглася в скам'янілостях. Два масових вимирання, дресбакское і ботомское, що відбулися в кембрії, ймовірно, можна було б вважати одними з найбільших, але палеонтологічні дані поки грунтуються на вкрай малій кількості скам'янілостей того часу.
Періоди масових вимирань на Землі і зниження видового різноманіття
Масове вимирання динозаврів пояснюють зазвичай або падінням величезного метеорита, або недоліком поживних мікроелементів в фанерозое. Вибухи наднових відкривають додаткові можливості для пояснень. Корсчінек розглядає два вірогідних сценарії впливу на Землю вибуху близько розташованих від планети наднових.
За першим сценарієм планета піддається впливу космічних променів, які пройшли крізь міжзоряне середовище. Залежно від її щільності ефект виявиться значним, якщо зірки віддалені від Сонця на не більше 15-20 парсек. Другий сценарій - вузькоспрямований промінь від наднової. Такому променю доведеться подолати тиск сонячного вітру і проникнути вглиб Сонячної системи.
У першому сценарії найбільш ймовірний спосіб посилення інтенсивності випромінювання від наднової - механізм Фермі, коли частинки забирають енергію у зустрічається їм на шляху космічної плазми. Чим щільніше міжзоряне середовище, тим більше енергії можуть придбати проходять через неї частки. Всього в навколишній простір при вибуху зірка викидає енергію близько десяти в 50-й ступеня тераелектронвольт. При стандартній міжзоряного щільності (пів-атома на кубічний сантиметр) космічні промені, як показано на зображенні, можуть пройти через міжзоряне середовище без втрати інтенсивності.
Зміна інтенсивності потоку в залежності від відстані наднової до Сонця і часу досягнення космічними променями Землі
У другому випадку ситуація кардинально змінюється. Розрахунки показують, що для наднової, розташованої на відстані десяти парсек від Землі, інтенсивність потоку космічних променів повинна бути в сто разів більше.