Как опасны близкие сверхновые для жизни на Земле?

Новое исследование, доступное на сервере препринтов arXiv, показывает, что один тип сверхновых имеет более обширную зону поражения, чем считалось, что может иметь последствия для таких планет, как наша.

Свидетельства влияния на Землю

  • Земля не чужда сверхновым. Есть доказательства, что они влияли на жизнь на планете.
  • Около 2.6 млн лет назад сверхновая взорвалась примерно в 160 световых годах от Земли. Это событие связывают с вымиранием морской мегафауны в плиоцене, когда исчезло до трети крупных морских видов в мелких прибрежных водах.
  • За последние 11 млн лет в ассоциации Скорпиона-Центавра произошло до 20 вспышек сверхновых, некоторые на расстоянии около 130 световых лет. Одна из них, около 2 млн лет назад, могла повредить озоновый слой Земли.
  • Наличие радиоактивных изотопов 53Mn и 60Fe в геологических образцах возрастом 2-3 млн лет является прямым доказательством недавних близких сверхновых в геологическом прошлом.

Новый опасный механизм: рентгеновское излучение

  • Помимо известных угроз (гамма-всплеск при взрыве и космические лучи, приходящие спустя сотни/тысячи лет), существует дополнительная опасность от сверхновых типа IIn.
  • У сверхновой типа IIn взрыв происходит внутри плотной околозвездной среды. Взаимодействие с ней создает мощное рентгеновское излучение, которое может достичь планеты через месяцы или годы после первоначальной вспышки.
  • Это рентгеновское излучение может истощать озоновый слой, позволяя вредному УФ-излучению Солнца достигать поверхности. Позже прибывают космические лучи, создавая "двойной удар" по озоновому слою.

Смертельные дистанции

Исследователи охарактеризовали смертельную дозу рентгеновского излучения для стратосферы Земли и рассчитали опасное расстояние для 31 известной сверхновой:

  • Наименее опасная: SN 1987A (смертельна на расстоянии менее 1 светового года).
  • Наиболее опасная: SN2006jd (смертельна на расстоянии почти 100 световых лет).
  • Пять самых смертоносных сверхновых в исследовании — все типа IIn, как и семь из первой десятки. Именно они имеют наибольший радиус влияния.

Последствия для жизни и эволюции

  • Если излучение близкой сверхновой ослабляло озоновый слой, повышенное УФ-излучение могло вызывать мутации (УФ-мутагенез). Это могло влиять на молекулярную эволюцию и даже быть критическим для происхождения полового размножения.
  • Авторы предполагают, что рентгеновское излучение сверхновых могло оказать заметное влияние на Землю и потенциально сыграть роль в эволюции самой жизни.

Более широкие последствия

  1. Галактическая обитаемая зона (GHZ): Поскольку сверхновые могут быть смертельными на больших расстояниях и в течение месяцев/лет после вспышки (из-за рентгеновских лучей), это изменяет форму и расположение GHZ галактики — региона, наиболее благоприятного для жизни.
  2. Необходимость новых исследований: Ученые призывают к долгосрочному изучению сверхновых в течение месяцев и лет после вспышки и к развитию рентгеновской астрономии. Это прояснит опасность этих событий для жизни в нашей и других галактиках.
2022-10-27