Eksploderende stjerner er sjældne, men udsender strømme af stråling - en tæt nok på Jorden kan true livet på planeten
Stjerner som solen er bemærkelsesværdigt konstante. De varierer i lysstyrke med kun 0,1 % over år og årtier, takket være fusionen af brint til helium, der driver dem. Denne proces vil holde solen til at skinne stabilt i omkring 5 milliarder år mere, men når stjerner opbruger deres nukleare brændstof, kan deres død føre til pyroteknik.
Solen vil til sidst dø ved at vokse sig stor og derefter kondensere til en type stjerne kaldet en hvid dværg. Men stjerner, der er mere end otte gange mere massive end solen, dør voldsomt i en eksplosion kaldet en supernova.
Supernovaer sker kun på tværs af Mælkevejen et par gange et århundrede, og disse voldsomme eksplosioner er normalt fjerntliggende nok til, at folk her på Jorden ikke lægger mærke til det. For at en døende stjerne skal have nogen effekt på livet på vores planet, skal den gå supernova inden for 100 lysår fra Jorden.
Jeg er en astronom, der studerer kosmologi og sorte huller.
I mit forfatterskab om kosmiske slutninger har jeg beskrevet truslen fra stjernekatastrofer som supernovaer og relaterede fænomener som gammastråleudbrud. De fleste af disse katastrofer er fjerntliggende, men når de opstår tættere på hjemmet, kan de udgøre en trussel mod livet på Jorden.
En massiv stjernes død
Meget få stjerner er massive nok til at dø i en supernova. Men når man gør det, konkurrerer det kort med lysstyrken af milliarder af stjerner. Ved en supernova pr. 50 år, og med 100 milliarder galakser i universet, eksploderer en supernova et eller andet sted i universet hver hundrededel af et sekund.
Den døende stjerne udsender højenergistråling som gammastråler. Gammastråler er en form for elektromagnetisk stråling med bølgelængder meget kortere end lysbølger, hvilket betyder, at de er usynlige for det menneskelige øje. Den døende stjerne frigiver også en strøm af højenergipartikler i form af kosmiske stråler:subatomære partikler, der bevæger sig tæt på lysets hastighed.
Supernovaer i Mælkevejen er sjældne, men nogle få har været tæt nok på Jorden til, at historiske optegnelser diskuterer dem. I 185 e.Kr. dukkede en stjerne op et sted, hvor ingen stjerne tidligere var blevet set. Det var sandsynligvis en supernova.
Observatører over hele verden så en lysstærk stjerne pludselig dukke op i 1006 e.Kr. Astronomer matchede den senere med en supernova 7.200 lysår væk. Så, i 1054 e.Kr., registrerede kinesiske astronomer en stjerne synlig på daghimlen, som astronomer efterfølgende identificerede som en supernova 6.500 lysår væk.
Johannes Kepler observerede den sidste supernova i Mælkevejen i 1604, så i statistisk forstand er den næste forsinket.
600 lysår væk er den røde supergigant Betelgeuse i stjernebilledet Orion den nærmeste massive stjerne, der nærmer sig slutningen af sin levetid. Når den går til supernova, vil den skinne lige så klart som fuldmånen for dem, der ser fra Jorden, uden at forårsage skade på livet på vores planet.
Strålingsskader
Hvis en stjerne går supernova tæt nok på Jorden, kan gammastrålingen skade noget af den planetariske beskyttelse, der gør det muligt for liv at trives på Jorden. Der er en tidsforsinkelse på grund af lysets begrænsede hastighed. Hvis en supernova forsvinder 100 lysår væk, tager det 100 år for os at se den.
Astronomer har fundet beviser for en supernova 300 lysår væk, der eksploderede for 2,5 millioner år siden. Radioaktive atomer fanget i havbundens sedimenter er de afslørende tegn på denne begivenhed. Stråling fra gammastråler eroderede ozonlaget, som beskytter livet på Jorden mod solens skadelige stråling. Denne begivenhed ville have afkølet klimaet og ført til udryddelsen af nogle gamle arter.
Sikkerhed fra en supernova kommer med større afstand. Gammastråler og kosmiske stråler spredes i alle retninger, når de først er udsendt fra en supernova, så den fraktion, der når Jorden, aftager med større afstand. Forestil dig for eksempel to identiske supernovaer, hvor den ene er 10 gange tættere på Jorden end den anden. Jorden ville modtage stråling, der er omkring hundrede gange stærkere fra den nærmere begivenhed.
En supernova inden for 30 lysår ville være katastrofal, alvorligt nedbryde ozonlaget, forstyrre den marine fødekæde og sandsynligvis forårsage masseudryddelse. Nogle astronomer gætter på, at nærliggende supernovaer udløste en række masseudryddelser for 360 til 375 millioner år siden. Heldigvis sker disse begivenheder inden for 30 lysår kun hvert par hundrede millioner år.
Når neutronstjerner kolliderer
Men supernovaer er ikke de eneste begivenheder, der udsender gammastråler. Neutronstjernekollisioner forårsager højenergifænomener lige fra gammastråler til gravitationsbølger.
Efterladt efter en supernovaeksplosion er neutronstjerner stofkugler i bystørrelse med tætheden af en atomkerne, så 300 billioner gange tættere end solen. Disse kollisioner skabte mange af guldet og ædle metaller på Jorden. Det intense tryk forårsaget af to ultratætte objekter, der kolliderer, tvinger neutroner ind i atomkerner, hvilket skaber tungere grundstoffer som guld og platin.
En neutronstjernekollision genererer et intenst udbrud af gammastråler. Disse gammastråler er koncentreret i en smal stråle af stråling, der giver et stort slag.
Hvis Jorden var i skudlinjen til et gammastråleudbrud inden for 10.000 lysår, eller 10 % af galaksens diameter, ville udbruddet skade ozonlaget alvorligt. Det ville også beskadige DNA'et inde i organismers celler på et niveau, der ville dræbe mange simple livsformer som bakterier.
Det lyder ildevarslende, men neutronstjerner dannes typisk ikke i par, så der er kun én kollision i Mælkevejen omkring hvert 10.000 år. De er 100 gange sjældnere end supernovaeksplosioner. På tværs af hele universet er der en neutronstjernekollision med få minutters mellemrum.
Gamma-stråleudbrud udgør muligvis ikke en overhængende trussel mod livet på Jorden, men over meget lange tidsskalaer vil udbrud uundgåeligt ramme Jorden. Chancerne for, at et gammastråleudbrud udløser en masseudryddelse, er 50 % i de sidste 500 millioner år og 90 % i de 4 milliarder år, der er gået siden, der har været liv på Jorden.
Ud fra den matematik er det ret sandsynligt, at et gammastråleudbrud forårsagede en af de fem masseudryddelser i de sidste 500 millioner år. Astronomer har hævdet, at et gammastråleudbrud forårsagede den første masseudryddelse for 440 millioner år siden, da 60 % af alle havdyr forsvandt.
En nylig påmindelse
De mest ekstreme astrofysiske begivenheder har en lang rækkevidde. Astronomer blev mindet om dette i oktober 2022, da en strålingsimpuls fejede gennem solsystemet og overbelastede alle gamma-stråleteleskoper i rummet.
Det var det lyseste gamma-stråleudbrud, der har fundet sted, siden den menneskelige civilisation begyndte. Strålingen forårsagede en pludselig forstyrrelse af Jordens ionosfære, selvom kilden var en eksplosion næsten 2 milliarder lysår væk. Livet på Jorden var upåvirket, men det faktum, at det ændrede ionosfæren, er nøgternt - et lignende udbrud i Mælkevejen ville være en million gange lysere.
Leveret af The Conversation
Denne artikel er genudgivet fra The Conversation under en Creative Commons-licens. Læs den originale artikel. 
Varme artikler
-
Det dybeste røntgenbillede nogensinde afslører sort huls skatkammerBilledet er fra Chandra Deep Field-South. Det fulde felt dækker et omtrentligt cirkulært område på himlen med et areal omkring to tredjedele af fuldmånen. Imidlertid, de ydre områder af billedet, hvor -
Eksperimenter i isolation:Træning af astronauter til langsigtede solomissionerAstronauter træner for livet på Mars på den nordlige skråning af Mauna Loa, Hawaiis største vulkan. Kredit:NASA Isolation kan føles som en tilstand af limbo, men at være adskilt fra andre kan også -
Nye data om to fjerne asteroider giver et fingerpeg om den mulige Planet NineSkematisk repræsentation af kredsløbene for seks af de syv ekstreme trans-neptunske objekter (ETNOer), der bruges til at foreslå hypotesen om Planet Ni. Den stiplede røde kurve viser denne mulige plan -
AIDA-samarbejde fremhæver argumenter for planetarisk forsvarSkematisk af DART-missionen viser indvirkningen på månen af asteroide (65803) Didymos. Observationer efter anslag fra jordbaserede optiske teleskoper og planetradar ville, på tur, måle ændringen i m
- Fremstilling af xylitol og cellulose nanofibre af papirpasta – mod et grønt og bæredygtigt samfund
- Sådan laver du algebra på en Ti-30Xa
- Satellit finder Tropical Cyclone 03S under udvikling i det sydlige Indiske Ocean
- Sporing af oprindelige australske okkerkilder via mikrobiel fingeraftryk
- Teknologier og videnskabelige fremskridt er nødvendige for at spore metaniveauer i atmosfæren
- Hubble ser en interagerende spiral