Какво се случва, ако звезда експлодира близо до Земята?

Е ксплодиращите звезди са една от опасностите, с които животът се сблъсква във Вселената, но близка експлозия може да причини всичко - от пълно бедствие до красива гледка, в зависимост от скалата, която използвате за определяне на „близка“.  Преди да пристъпим към това, нека да поговорим за това какво се има предвид под „експлозия“.

Всъщност експлодират ли звездите?

Ако искате да разширите определението, Слънцето експлодира често, особено в момента, когато е в своя слънчев максимум. Все пак слънчевите изригвания и изхвърлянията на коронална маса са видове експлозии. В повечето случаи те само малко смущават радиопредаванията, изтласкват няколко сателита от орбита и показват на щастливците красиви светлини в небето. Знаем, че подобни експлозии могат да бъдат опасни за технологично напредналите цивилизации, ако не са се подготвили. Ако искате да научите повече за потенциалните последици от пряк удар от наистина голямо изхвърляне на коронарна маса, сме разглеждали това и преди, но за повечето хора, които задават въпроса, не това имат предвид.

Някои звезди могат да избухнат по много по-драматичен начин, отколкото Слънцето някога ще избухне. Масата на Слънцето е поне осем пъти по-малка, за да се превърне в свръхнова с колапс на ядрото. Други видове експлозии, включително нови и свръхнови от тип Ia, изискват две звезди в много близки орбити една около друга, така че това също не е съдба, от която Слънчевата система трябва да се страхува. Килоновите изискват и двете: две много масивни звезди, които са достатъчно близо, за да могат след като претърпят независими свръхнови, в крайна сметка да се сблъскат.

Ако звезда, която е толкова близо до нас, колкото Слънцето, претърпи някое от тези събития, животът на Земята ще изсъхне под въздействието на интензивната радиация, а в някои случаи цялата планета ще бъде изхвърлена от Слънчевата система. Предимството на това, че обикаляме около звезда със средна маса и без спътник, е, че няма и най-малка опасност това да ни се случи. 

От друга страна, дори следващата най-близка звезда, Проксима Кентавър, претърпява експлозии, значително по-големи от тези, които преживява Слънцето, и ние никога не сме ги забелязвали до неотдавнашния напредък на телескопите. 

Какво става, ако близка звезда избухне в свръхнова?

Когато звезда, чиято маса е повече от осем пъти по-голяма от тази на Слънцето, достигне края на живота си, тя се превръща в свръхнова. Както беше отбелязано, това има ужасни последици за всичко, което се намира в нейната орбита. От друга страна, както ни напомни Дъглас Адамс, космосът е много, много голям и разстоянието осигурява безопасност.

В космически мащаб Големият Магеланов облак е много близо - на по-малко от стохилядна част от разстоянието до най-отдалечената галактика, която сме виждали. И все пак, когато през 1987 г. там избухна свръхнова, тя беше едва видима с просто око, а физиците бяха изненадани, че изобщо можем да открием продукти като неутрино.

Дори в рамките на нашата галактика в историята са наблюдавани няколко свръхнови, като нито една от тях не ни е причинила повече вреда, отколкото криза на вярата сред някои наблюдатели. Най-известната от тях е била през 1054 г. и е оставила в наследство мъглявината Краб. Светлината в небето, по-ярка от Венера, може би леко е променила баланса между нощните хищници и плячката, но със сигурност не е имала трайни последици. 

Колко близо е твърде близо?

Нещата стават интересни в междинната зона: зоната, която е достатъчно далеч от Земята, за да съдържа звезди, които могат да се превърнат в свръхнови, но достатъчно близо, за да се притесняваме.

Дълбоките океански седименти разкриват скокове на радиоактивни елементи, особено на желязо-60, преди около 3 и 8 милиона години. Въпреки че това все още се оспорва, много учени ги обясняват с рязкото увеличаване на радиацията от свръхнови.

Остават споровете за това колко големи са били щетите от тези събития. Въпреки че са направени някои опити да се свържат вероятните взривове с промените в климата и изчезването на някои видове, връзката е неясна. Със сигурност знаем, че по това време не е имало масово измиране като края на ерата на динозаврите. 

Бихме очаквали повторението да има скромни отрицателни последици - повишената радиация може да предизвика повече ракови заболявания например - но последиците биха били много по-малки от тези от собствените действия на човечеството.

Не знаем на какво разстояние са били тези праисторически свръхнови, ако приемем, че изобщо са се случили, но са предложени разстояния от 100-600 светлинни години. 

Следователно, за да станат нещата наистина сериозни, свръхновата би трябвало да е още по-близо.

Опасната зона

Смята се, че свръхнова, намираща се на 30 светлинни години от Земята, би представлявала сериозен риск. Ако се намираме достатъчно близо, отделената топлина и светлина може значително да повиши температурата на планетата, сякаш изведнъж ще имаме второ Слънце. В същото време радиацията с по-висока енергия би могла да има много негативно въздействие върху горните слоеве на атмосферата. И двете биха отшумели след около месец, но дотогава може да е твърде късно за голяма част от живота на Земята. В продължение на хиляди години след това много бързи протони и електрони ще облъчват Земята, разрушавайки озоновия слой.

Ефектите от свръхнова следват обратния квадратен закон, така че една свръхнова, намираща се на 100 светлинни години, би имала десетократно по-голямо въздействие от тази на 20 светлинни години. На 200 светлинни години ефектът би бил една четиридесета от този на 30 светлинни години, което вероятно би трябвало да е достатъчно малко, за да сме в пълна безопасност. И все пак в галактика, широка 100 000 светлинни години, 200 светлинни години са наистина доста близо.

Бетелгейзе е най-близката звезда, която се смята за краткосрочен кандидат за свръхнова, макар че вероятно няма да се случи до милион години. Измерването на разстоянието до нея е свързано с някои необичайни предизвикателства, но оценките варират от 530 до 900 светлинни години, което я поставя далеч извън диапазона, за който трябва да се тревожим.

Има няколко други звезди с маса, която може да се превърне в свръхнова, които са по-близо от Бетелгейзе, включително Спика и Алфа Круксис. Всички те обаче са на милиони години от тази точка и все пак са на около 300 светлинни години.

Най-близкият кандидат за свръхнова изобщо не е гигантска звезда. IK Pegasi е двойна система, която има поне някои от характеристиките, необходими за създаването на свръхнова от тип 1а. Системи като тази обаче се развиват много по-бавно от тези, които се превръщат в свръхнови с колапс на ядрото, и опасността наистина е много далечна.

Има ли специални случаи?

Въпреки че като цяло звездите, които експлодират на разстояние по-голямо от 30-50 светлинни години, не представляват голяма заплаха, има някои възможни изключения.

Някои свръхнови отделят много повече енергия под формата на рентгенови лъчи, отколкото други. Намирайки се на разстояние 100-160 светлинни години от една от свръхновите с високо съдържание на рентгенови лъчи, озоновият слой би бил разрушен дори по-ефективно от хлорофлуоровъглеводородите. Без озонов слой повърхността на Земята би била изложена на смъртоносни количества ултравиолетова светлина от Слънцето, което би предизвикало масово измиране. 

Хиперновите и килотоновете са драматично по-мощни от обикновените свръхнови, въпреки че са и много по-редки. Следователно опасната зона за тях би била значително по-голяма. Някои астрономи смятат, че гигантската звезда Ета Каринае е кандидат за хипернова, вероятно дори съвсем скоро. В крайна сметка през XIX век тя е изхвърлила толкова енергия, колкото типичната свръхнова, за период от години вместо месеци и е оцеляла. Въпреки това Eta Carinae се намира на 7500 светлинни години от нас. Ако на това разстояние се появи хипернова, тя вероятно ще прилича на свръхнова, отдалечена на стотици светлинни години, което със сигурност е удобно разстояние от наша гледна точка.

Допълнително безпокойство предизвиква фактът, че при някои звездни експлозии се смята, че голяма част от енергията им се отделя в струи с ширина няколко градуса, които създават изблици на гама лъчи.Това означава, че ако Земята се окаже в конуса, създаден от тези струи, ще преживеем много по-мощен изблик, отколкото бихме очаквали от нашето разстояние. В такъв злополучен случай, ако се намираме на няколкостотин светлинни години или дори на няколко хиляди, това би могло да доведе до прилив на гама-лъчи, които отново биха унищожили озоновия слой.

Обратната страна на това е, че за всеки, който се намира извън тези конуси, радиацията би била дори по-малка от очакваната, ако взривът е бил сферичен. Напълно възможно е да се намираме на 20 или 30 светлинни години от такъв взрив и да не бъдем силно засегнати, ако сме извън конуса.

Все още научаваме за подобни събития - първата килотонова беше наблюдавана едва през 2017 г., така че може да има други класове събития или специални видове на тези, за които знаем, които да представляват риск на по-големи разстояния. Въпреки това изглежда вероятно всичко, което не е известно в момента, да е наистина много рядко.

Не пропускайте най-важните новини - последвайте ни в Google News Showcase