Вибух наднової міг поставити під загрозу все життя на Землі: це може статися знову

Вибух наднової ми сприймаємо як подію у далекому космосі, яка не має до нас великого стосунку. Однак нові дослідження показують, що насправді перетворення масивних зірок на ці об’єкти могли мати драматичні наслідки для клімату нашої планети протягом її далекої історії.

Ба більше, як пише видання Live Science, вивчення таких подій у минулому може допомогти вченим передбачити схожі катаклізми у прийдешні часи. І навіть підготувати людство до них

Наднові виникають, коли зірки, набагато масивніші за Сонце, досягають кінця своїх запасів ядерного палива і більше не можуть підтримувати себе проти сили власної гравітації. Повний гравітаційний колапс, що виникає в результаті, створює або нейтронну зірку, або чорну діру, а також посилає вибух енергії та високошвидкісних частинок, які можуть перетинати зіркові системи, а в окремих випадках навіть цілі галактики.

Вчені припускають, що якби наднова вибухнула б у межах приблизно 30 світлових років від нашої планети, то атмосфера Землі була би зруйнована, а все живе на планеті загинуло. Якщо ж така подія відбудеться на відстані сотень світлових років, то наслідки її, швидше за все, будуть не такими фатальними, але все ж здатні призвести до екстремальних змін у нашій атмосфері, кажуть астрономи.

"В історії Землі відбуваються різкі зміни навколишнього середовища", — розповів автор роботи та старший науковий співробітник Інституту арктичних та альпійських досліджень Роберт Брейкенрідж. Ці зміни надійно зафіксовані науковцями. Але що їх викликало?

"Коли в майбутньому відбудеться вибух наднових поблизу, випромінювання може мати досить драматичний вплив на людське суспільство. Нам потрібно з'ясувати, чи справді вони викликали зміни довкілля у минулому", — додав Брейкенрідж. І він далеко не перший, хто почав замислюватись над можливістю минулих та майбутніх інцидентів із надновими, що впливають на атмосферу Землі. Однак попередні дослідження були зосереджені на фізиці, яка стоїть за такими інцидентами. Натомість Брейкенрідж спробував застосувати ці теорії до емпіричних свідчень таких подій, що спостерігаються як на Землі, так і в космосі.

Річні кільця дерев приховують запис вибухів наднових

Насамперед Брейкенрідж звернувся до даних з низки потужних космічних телескопів, які вже давно вивчають характеристики наднових. Це допомогло досліднику побудувати більш докладну модель того, як випромінювання наднової взаємодіятиме з атмосферою Землі, ніж це було можливо зробити раніше.

Розроблена науковцем нова модель показала, що раптовий викид високоенергетичних фотонів, частинок світла від наднової здатний роз’їдати озоновий шар Землі. Це важливо, оскільки озоновий шар захищає нашу планету від шкідливого випромінювання сонця.

Без цього захисту сонячне випромінювання почало б руйнувати метан у стратосфері, другому нижньому шарі атмосфери Землі. Ця молекула є головним чинником парникового ефекту Землі. Це означає, що в міру зменшення рівня метану виникнення парникового ефекту, який затримує тепло, ускладнилось би, що призвело б до охолодження Землі.

У свою чергу, це спричинить отримання Землею більшої кількості високоенергетичного ультрафіолетового випромінювання від Сонця, що може бути надзвичайно шкідливим для життя. Таким чином, Брейкенрідж передбачає, що наступні ефекти бомбардування Землі випромінюванням від наднової можуть включати вимирання тварин, збільшення лісових пожеж та глобальне похолодання.

Дослідник також вирішив звернутися до геологічних записів Землі, щоб знайти минулі інциденти. Особливо корисними для вченого виявились річні кільця дерев, які можуть розкрити давні атмосферні умови. Це пов'язано з тим, що дерева поглинають вуглець з атмосфери і відкладають його у свої стовбури. Вивчити його можна за річними кільцями, які утворюються у міру зростання дерева. Радіація від наднових, яка бомбардує Землю, повинна призводити до збільшення радіоактивних ізотопів вуглецю в атмосфері нашої планети. І, відповідно, їхні сліди можливо знайти у старих деревах.

Брейкенрідж вивчив річні кільця дерев, що охоплюють близько 15 000 років, та виявив 11 показових сплесків радіоактивного вуглецю. Дослідник припускає, що ці сплески можуть відповідати 11 випадкам, коли Земля зазнавала впливу радіації наднової. "Події, про які ми знаємо, тут, на Землі, відбуваються в певний час і з певною інтенсивністю", — сказав Брейкенрідж. Тепер вчений може бути цілком упевнений, що ці піки пов'язані з надновими.

Іншим можливим винуватцем таких піків можуть бути спалахи на Сонці. Щоби отримати точніші результати, їх вплив потрібно виключити. Для цього дослідники повинні додатково звірити результати, отримані від річних кілець, з іншими даними, отриманих з геологічних джерел, таких як крижані керни і осад з дна океану.

Подальше дослідження можливого зв'язку між випромінюванням наднової та атмосферою Землі може допомогти людству підготуватися до майбутніх подій. Це може стати особливо актуальним, коли найближча червона гігантська зірка Бетельгейзе, розташована приблизно за 700 світлових років від нас, стане надновою. За прогнозами, це відбудеться протягом наступних 100 000 років.

"У міру того, як ми дізнаємося більше про наші сусідні зірки, можливість прогнозування справді з'являється", — сказав Брейкенрідж. Проте, за його словами, астрофізикам знадобиться більше моделювання та спостережень, щоб повністю зрозуміти схильність Землі до таких подій.

Раніше OBOZ.UA розповідав, що може дати науці перше в історії фото полюса Сонця, зроблене цього року.

Підписуйтесь на канали OBOZ.UA в Telegram і Viber, щоб бути в курсі останніх подій.