Смертельные сверхновые для Земли

 

Ученый из Мюнхенского технического университета (TUM, Германия) по экспериментальной астрофизике доктор Гюнтер Корсинчек, предоставил описание вероятных последствий, ожидающих нашу планету, после вспышки сверхновой. Ученый считает, что смертельный риск из космоса от лучей сверхновой минимален, но все же не исключается, что массовые вымирания на нашей планете, случившиеся ранее, могли произойти именно по этой причине. Труды Корсинчека войдут в «Справочник по сверхновым», который в скором времени должен выйти в продажу.

 

Ученый проанализировал все виды угроз для нашей планеты, в зависимости от расстояния нахождения потенциальной сверхновой звезды до Солнца. Одной из таких опасностей является уменьшение озонового слоя на Земле, из-за чего впоследствии может увеличиться влияние ультрафиолетового излучения Солнца на все живое, и узконаправленного летального эффекта рентгеновских лучей сверхновой.

 

К примеру, космические лучи, обладающие высокой энергией, имеют способность менять климатические условия нашей планеты, сформировывая облака повышенной плотности, в следствии чего солнечный свет не сможет поступать на поверхность Земли, что может вызвать образование ледникового периода.

 

В чем взаимосвязь космических лучей со сверхновыми

 

Космические лучи с высокой энергетикой открыл австрийский физик Виктор Гесс в 1912 году. Проведя ряд исследований, находясь на борту воздушного шара, физик выявил, что радиационный фон усиливается с высотой. По прошествии 22 лет Вальтер Бааде совместно с Фрицом Цвикке объявили, что интенсивность колебаний лучей в космосе, зависит от вспышек сверхновых.

 

Исследователи говорят, что звезды начинают взрываться в двух случаях: когда закончится ядерное топливо (сверхновые типа II), и, если это двойные звезды (сверхновые типа Ia), в этом случае звездные материи усиливают массу до предела Чандрасекара (примерно 1,44солнечной массы). Возникшие в результате взрыва космические лучи, состоят в основном из протонов, и в незначительной мере из ядер атомов и электронов. Помимо массивных частиц, от взрывов сверхновых рождаются потоки фотонов – мощные рентгеновские и гамма излучения.

 

От чего происходили массовые вымирания на земле

 

Спустя еще двадцать лет, после того, как выяснили происхождение космических лучей, в 1954 году палеонтолог Отто Шиндевольф высказал предположение, что между вспышками сверхновых и массовыми вымираниями имеется взаимосвязь. Физик полагает, что к исчезновению морских организмов причастно высокоэнергетическое излучение, произошедшее из-за сформированных радиоактивных изотопов, несущих большую угрозу для живых организмов.

 

С той поры многие специалисты попытались выяснить, имеют ли вспышки сверхновых отношение к массовым вымираниям. Сегодня ученые обладают сведениями только о вымерших морских обитателях, так как в окаменелостях найдены только их останки. Два типа массовых вымираний, дресбакское и ботомское, случившихся в Кембрии, считались бы крупнейшими, но предоставленные палеонтологами данные, пока базируются на весьма небольшом количестве окаменелостей того периода.

 

Как взрывы сверхновых воздействуют на планету

 

Корсинчек допускает два варианта развития воздействия взрывов от сверхновых располагающихся вблизи от Земли, на планету. В первом случае планета может подвергнуться воздействию космических лучей, проходящих через межзвездное пространство. Тут все зависит от плотности излучения. Если звезда находится на расстоянии от Солнца не больше 15-20 парсек, эффект будет более сильным. Другой вариант развития – узконаправленный луч сверхновой. При этом лучу потребуется справиться с давлением солнечного ветра и пробиться внутрь Солнечной системы.

 

Как именно воздействую вспышки сверхновых на живые организмы впервые начали исследовать в 1960году. Ученые обнаружили, что при взрыве звезды находившейся приблизительно в 20 парсеках от Солнца, в основном развивается второй вариант развития событий. Обычная доза получения радиации, которая может поступить от космических лучей — 0,0003 грея в год. Если же она увеличится, например, в 100 раз, то это может очень серьезно сказаться на животных. При получении в год дозы в 0,02 грея, небольшие виды животных не пострадают, но для крупных — она будет смертельна.

 

Полученный вред от дозы радиации может быть различным. К примеру, скапливание радиоактивных изотопов в организме животного, может повлиять вплоть до его стерилизации. Для гибели насекомых и одноклеточных, потребуется интенсивность лучей в 100 раз выше. И так как произойдет снижение количества животных в пищевой цепочке, косвенно это отразится и на растениях.

 

Вероятность того, что озоновый слой Земли разрушится очень большая. За счет усиленной интенсивности лучей, при развитии второго варианта воздействия, увеличивается число окиси азота в стратосферном слое планеты. Окись азота взаимодействует с озоном, и в конечном итоге происходит образование кислорода (молекул, состоящих из двух атомов), а также диоксида азота.

 

В итоге от взрыва сверхновой, находящейся в 10 парсеках, иссякнуть озоновый слой может на 95% в течение 300 лет. Для нашей планеты это может быть огромной катастрофой, так как произойдет нарушение пищевой цепочки, в которой сегодня задействованы и существуют фотосинтезирующие организмы — ультрафиолетовое излучение спровоцирует их массовые вымирания. В результате этого произойдет накапливание углекислого газа в атмосфере, что приведет к парниковому эффекту.

 

Не все так страшно, как думали ученые

 

Однако, на сегодняшний день прогноз уже не такой пугающий. Было выявлено, что если в случае сильной вспышки сверхновой произойдет сокращение озонового слоя: в приполярных зонах на 60%, а на экваторе — на 20 процентов, то массовых вымираний не случится. В НАСА же вообще предполагают, что вымирание вообще вероятно лишь тогда, когда взрыв сверхновой, произойдет на дистанции восемь парсек от планеты. Специалисты в этой области считают, что полностью прогнозировать результаты вспышек сверхновых из-за сложнейшего построения оболочки Земли, невозможно.

 

Огромный интерес представляет предположение об атмосферных явлениях, объединенных с активными космическими лучами. В первый раз эта догадка была высказана в 1950 году. Продолжили о ней говорить лишь спустя сорок лет, когда была определена роль ионизации атмосферы в создании облаков и была выдвинута гипотеза, что космические лучи на климат оказывают немалое влияние.

 

Затем эту догадку продолжили проверять в 2000-х, когда попытались отыскать взаимодействие движения Солнца через рукава галактики и Млечного Пути с появлением ледникового периода. В эту же пору вблизи с планетой обнаруживают все большее количество сверхновых, и, если думать логически, Земля рискует получить существенную дозу радиации. По подсчетам экспертов, на очень близкое к Земле расстояние, сверхновая приближается – один раз в течение 1,5 миллиарда лет.

 

Какую опасность представляют всплески гамма-излучений

 

Немалую угрозу несут в себе и гамма-излучения, длительность которых начинается с миллисекунд и заканчивается несколькими часами. Образуются подобные излучения от вспышек сверхновых типа Ia, и от объединенных звезд, состоящих из нейтронов. За самым первым всплеском γ-излучений велось наблюдение с американского космического аппарата Vela. К 2000 году эксперты в этой области высчитали результаты воздействия мощного гамма-излучения на планету. Исходя из их подсчетов, энергетический поток на один квадратный метр десяти, ста и тысячи килоджоулей за месяц уменьшит озоновый слой на 68, 91 и 98 процентов. Уменьшение озонового слоя в результате воздействия γ-излучения тоже взаимосвязано с формированием окиси азота в атмосферном воздухе.

 

Особый интерес, в связи с вышеизложенным, ученые проявляют к новыми претендентами в сверхновые, находящихся неподалеку от нашей планеты и взрыв у которых может произойти в самом скором, по меркам космоса, времени. Например, звезда IK Пегаса, находящаяся от Солнца в 40 парсеках, подойдет к нему вплотную только лишь спустя 1,1 миллиона лет. Спустя еще 0,8 миллиона лет другая звезда — белый карлик IK Пегаса, закончит существовать как сверхновая типа Ia.

 

И вдобавок, сверх гигантская звезда Бетельгейзе, стремительно отдаляется от Солнца, ее скорость составляет 33 километра в секунду, располагается она в настоящее время в 200 парсеках от нашей планеты. Ученые полагают, что взорвется она, как сверхновая второго типа, но из-за того, что она находится на большом расстоянии от Солнца, этот взрыв также ничем не угрожает для Земли.