Околоземная сверхновая - Near-Earth supernova

Основная статья: История наблюдений сверхновых
В Крабовидная туманность это пульсарная туманность ветра связанный с 1054 сверхновая. Он расположен примерно в 6500световых лет с Земли.[1]

А околоземная сверхновая это взрыв в результате гибели звезда что происходит достаточно близко к земной шар (примерно от 10 до 300 парсек (От 30 до 1000световых лет ) прочь[2]) оказывать заметное влияние на биосфера.

Исторически сложилось так, что каждый взрыв сверхновой, сближающейся с Землей, был связан с глобальным потеплением примерно на 3–4 ° C (5–7 ° F). По оценкам, за последние 11 миллионов лет в пределах 300 пк от Земли произошло 20 взрывов сверхновых. Ожидается, что взрывы сверхновых типа II произойдут в активных областях звездообразования, причем 12 таких Ассоциации акушерства находясь в пределах 650 пк от Земли. В настоящее время существует шесть кандидатов в околоземные сверхновые в пределах 300 пк.[3]

Воздействие на Землю

В среднем сверхновая звезда взрыв происходит в пределах 10 парсеков (33 световых лет) от Земли каждые 240 миллионов лет.[а] Гамма излучение ответственны за большинство неблагоприятных последствий сверхновой звезды для жизни планета земного типа. В случае Земли гамма-лучи вызывают радиолиз двухатомного N2 и O2 в верхнем атмосфера, превращая молекулярную азот и кислород в оксиды азота, истощая озоновый слой достаточно, чтобы подвергнуть поверхность вредному солнечный и космическое излучение (в основном ультрафиолетовый). Фитопланктон и риф особенно пострадают общины, что может серьезно истощить основу морской пищевой цепи.[4][5]

Оденвальд[6] обсуждает возможные эффекты Бетельгейзе сверхновая на Земле и в космических путешествиях человека, особенно влияние потока заряженных частиц, который достигнет Земли примерно на 100 000 лет позже, чем первоначальный свет и другое электромагнитное излучение, произведенное взрывом.

Риск по типу сверхновой

Кандидатов в пределах 300 шт.[3]
Обозначение звездыРасстояние
(ПК)		Масса
(M☉ )
ИК Пегаси461.65/1.15
Spica8010.25/7.0
Альфа Лупи14110.1
Антарес16912.4/10
Бетельгейзе1977.7–20
Ригель26418

Спекуляции относительно эффектов ближайшей сверхновой на Земле часто сосредотачиваются на больших звездах, как Сверхновая типа II кандидаты. Несколько выдающихся звезд в пределах нескольких сотен световых лет от Солнца являются кандидатами на то, чтобы стать сверхновыми всего за тысячелетие. Хотя на них было бы зрелищно смотреть, если бы возникли эти «предсказуемые» сверхновые, считается, что они имеют небольшой потенциал воздействия на Землю.

Подсчитано, что сверхновая типа II ближе восьми парсек (26 световых лет) уничтожит более половины озонового слоя Земли.[7] Такие оценки основаны на атмосферном моделировании и измеренном потоке излучения от SN 1987A, сверхновая типа II в Большое Магелланово Облако. Оценки скорости появления сверхновых в пределах 10 парсеков от Земли варьируются от 0,05–0,5 на миллиард лет[5] до 10 на миллиард лет.[8] Некоторые исследования предполагают, что сверхновые сконцентрированы в спиральных рукавах галактики, и что взрывы сверхновых вблизи Солнца обычно происходят в течение примерно 10 миллионов лет, которые Солнцу требуется, чтобы пройти через одну из этих областей.[7] Примеры относительно близких сверхновых: Остаток сверхновой звезды Vela (c. 800 лы, c. 12,000 лет назад) и Геминга (c. 550 лы, c. 300,000 много лет назад).

Сверхновые типа Ia считаются потенциально наиболее опасными, если они происходят достаточно близко к Земле. Поскольку сверхновые типа Ia возникают из тусклых, обычных белый Гном звезд, вполне вероятно, что сверхновая, которая может повлиять на Землю, произойдет непредсказуемо и произойдет в звездной системе, которая недостаточно изучена. Ближайший известный кандидат ИК Пегаси.[9] Однако в настоящее время считается, что к тому времени, когда он может стать угрозой, его скорость относительно Солнечной системы унесла бы И.К. Пегаса на безопасное расстояние.[7]

Прошедшие события

Доказательства дочерних продуктов недолговечных радиоактивные изотопы показывает, что близлежащая сверхновая помогла определить состав Солнечная система 4,5 миллиарда лет назад, и, возможно, даже спровоцировал формирование этой системы.[10] Производство тяжелых элементов сверхновыми за астрономические периоды времени в конечном итоге химия жизни на Земле возможно.

Прошлые сверхновые можно было бы обнаружить на Земле в виде сигнатур изотопов металлов в горные породы. Впоследствии железо-60 Обогащение было зарегистрировано в глубоководных породах Тихий океан исследователями из Технический университет Мюнхена.[11][12][13] Двадцать три атома этого изотопа железа были обнаружены в верхних 2 см коры (этот слой соответствует временам от 13,4 миллиона лет назад до настоящего времени).[13] Подсчитано, что сверхновая должна была произойти в последние 5 миллионов лет, иначе она должна была бы произойти очень близко к Солнечной системе, чтобы объяснить, что такое количество железа-60 все еще находится здесь. Сверхновая, возникшая так близко, вероятно, вызвала бы массовое вымирание, чего не произошло в тот период времени.[14] Количество железа, по-видимому, указывает на то, что сверхновая находилась на расстоянии менее 30 парсеков. С другой стороны, авторы оценивают частоту сверхновых на расстоянии менее D (для достаточно малых D) как около (D/10 ПК )3 на миллиард лет, что дает вероятность всего около 5% для сверхновой в пределах 30 пк за последние 5 миллионов лет. Они отмечают, что вероятность может быть выше, потому что Солнечная система входит в Рукав Ориона Млечного Пути. В 2019 году группа в Мюнхене обнаружила межзвездную пыль в снегу на поверхности Антарктики не старше 20 лет, который они относятся к Местное межзвездное облако. Обнаружение межзвездной пыли в Антарктиде было сделано путем измерения радионуклидов Fe-60 и Mn-53 высокочувствительными Ускорительная масс-спектрометрия, где Fe-60 снова является явным признаком недавнего происхождения околоземной сверхновой.[15]

Гамма-всплески от "опасно близкого" взрыва сверхновой звезды происходят два или более раз за миллиард лет, и это было предложено в качестве причины конец ордовикского вымирания, что привело к гибели почти 60% океанической жизни на Земле.[16]

В 1998 г. остаток сверхновой, RX J0852.0-4622, был обнаружен перед (по-видимому) более крупным Остаток сверхновой звезды Vela.[17] Гамма-лучи от распада титан-44 (период полураспада около 60 лет) были независимо обнаружены исходящие от него,[18] показывая, что он, должно быть, взорвался сравнительно недавно (возможно, около 1200 года), но исторических данных об этом нет. Поток гамма-лучей и рентгеновских лучей указывает на то, что сверхновая была относительно близко к нам (возможно, 200 парсеков или 660 световых лет). Если так, то это неожиданное событие, потому что сверхновые на расстоянии менее 200 парсеков, по оценкам, возникают реже одного раза в 100000 лет.[13]

Смотрите также

Сноски

  1. ^ Поскольку радиус 100 световых лет содержит примерно в 27,8 раз больше объема, чем один из 33 световых лет, сверхновая должна возникать в радиусе 100 световых лет от Земли примерно один раз в 8,6 миллиона лет. Сверхновая будет происходить в радиусе 200 световых лет примерно раз в миллион лет, в пределах 500 световых лет каждые 69 000 лет и в пределах 1 000 световых лет примерно каждые 8 ​​625 лет.[оригинальное исследование? ]

Рекомендации

  1. ^ Каплан, Д. Л .; Chatterjee, S .; Gaensler, B.M .; Андерсон, Дж. (2008). «Точное правильное движение пульсара в Крабовидном теле, и сложность проверки юстировки спин-пика для молодых нейтронных звезд». Астрофизический журнал. 677 (2): 1201–1215. arXiv:0801.1142. Bibcode:2008ApJ ... 677.1201K. Дои:10.1086/529026. S2CID  17840947.
  2. ^ Джошуа Сокол (14 января, 2016). «Что, если самая яркая сверхновая в истории взорвется на заднем дворе Земли?». Атлантический океан.
  3. ^ а б Файерстоун, Р. Б. (июль 2014 г.). "Наблюдение 23 сверхновых, которые взорвались на <300 пк от Земли за последние 300 тыс. Лет". Астрофизический журнал. 789 (1): 11. Bibcode:2014ApJ ... 789 ... 29F. Дои:10.1088 / 0004-637X / 789/1/29. 29.
  4. ^ Ellis, J .; Шрамм, Д. Н. (1993). «Мог ли близлежащий взрыв сверхновой звезды вызвать массовое вымирание?». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки. 92 (1): 235–8. arXiv:hep-ph / 9303206. Bibcode:1993hep.ph .... 3206E. Дои:10.1073 / пнас.92.1.235. ЧВК  42852. PMID  11607506.
  5. ^ а б Whitten, R.C .; Borucki, W. J .; Wolfe, J. H .; Куцци, Дж. (1976). «Влияние близких взрывов сверхновых на атмосферный озон». Природа. 263 (5576): 398–400. Bibcode:1976Натура 263..398Вт. Дои:10.1038 / 263398a0. S2CID  4154916.
  6. ^ Оденвальд, Стен (2017-12-06). "Сверхновая Бетельгейзе". Huffington Post. Получено 21 апреля 2020.
  7. ^ а б c Gehrels, N .; и другие. (2003). «Разрушение озона из-за близлежащих сверхновых». Астрофизический журнал. 585 (2): 1169–1176. arXiv:Astro-ph / 0211361. Bibcode:2003ApJ ... 585.1169G. Дои:10.1086/346127. S2CID  15078077.
  8. ^ Clark, D. H .; McCrea, W. H .; Стефенсон, Ф. Р. (1977). «Частота близких сверхновых, климатических и биологических катастроф». Природа. 265 (5592): 318–319. Bibcode:1977Натура.265..318C. Дои:10.1038 / 265318a0. S2CID  4147869.
  9. ^ Гарлик, М. (март 2007 г.). "Угроза сверхновой". Небо и телескоп. 113 (3): 3.26. Bibcode:2007S & T ... 113c..26G.
  10. ^ Тейлор, Дж. Дж. (21 мая 2003 г.). «Запуск образования Солнечной системы». Планетарные исследования. Получено 2006-10-20.
  11. ^ Персонал (осень 2005 г.). "Исследователи обнаружили взрыв сверхновой звезды, которая не прошла". Колледж свободных искусств и наук Университета Иллинойса. п. 17. Архивировано из оригинал на 2006-09-01. Получено 2007-02-01.
  12. ^ Knie, K .; и другие. (2004). "60Fe-аномалия в глубоководной марганцевой коре и последствия для близлежащего источника сверхновой ». Письма с физическими проверками. 93 (17): 171103–171106. Bibcode:2004PhRvL..93q1103K. Дои:10.1103 / PhysRevLett.93.171103. PMID  15525065.
  13. ^ а б c Поля, Б. Д .; Эллис, Дж. (1999). «О глубоководном океане Fe-60 как ископаемом околоземной сверхновой». Новая астрономия. 4 (6): 419–430. arXiv:astro-ph / 9811457. Bibcode:1999NewA .... 4..419F. Дои:10.1016 / S1384-1076 (99) 00034-2. S2CID  2786806.
  14. ^ Филдс и Эллис, стр. 10
  15. ^ Koll, D .; и другие. (2019). «Интерстеллар 60Fe в Антарктиде». Письма с физическими проверками. 123 (7): 072701. Дои:10.1103 / PhysRevLett.123.072701. PMID  31491090.
  16. ^ Melott, A .; и другие. (2004). «Разве гамма-всплеск инициировал массовое вымирание в позднем ордовике?». Международный журнал астробиологии. 3 (2): 55–61. arXiv:астро-ф / 0309415. Bibcode:2004IJAsB ... 3 ... 55M. Дои:10.1017 / S1473550404001910. S2CID  13124815.
  17. ^ Ашенбах Б. (1998). «Обнаружение молодого близлежащего остатка сверхновой». Природа. 396 (6707): 141–142. Bibcode:1998Натура.396..141А. Дои:10.1038/24103. S2CID  4426317.
  18. ^ Юдин, А. Ф .; и другие. (1998). "Выбросы из 44Ti связан с ранее неизвестной галактической сверхновой ». Природа. 396 (6707): 142–144. Bibcode:1998Натура.396..142I. Дои:10.1038/24106. S2CID  4430526.