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超新星爆發有多危險?160光年范圍內,所有星球都會受到影響
2023/05/04

超新星爆發是宇宙中最強的能量釋放形式之一,它們往往伴隨著巨大的輻射和猛烈的沖擊波,毀滅周圍的一切事物。

不過地球所在的太陽系并不會面臨這樣的危機。

目前來看,太陽在演化末期不會變成一顆超新星,太陽系周圍也不存在有可能成為超新星的大質量恒星。

但近日的研究表明

超新星爆發對周圍星球的影響似乎被低估了,過去認為雖然超新星爆發的能量巨大,但波及范圍終究是有限的,地球周圍看上去非常安全。新的研究結果顯示,

爆發時產生的X射線足以摧毀一顆遠在160光年外行星的大氣層。

剝奪大氣層不足以毀滅一顆行星,但足以滅絕行星上的生物。地球的大氣層對人類來說至關重要, 假如沒有大氣層,海洋則無法留存在地表,來自宇宙的高能射線和太陽風更是直擊地球,對地球的生態環境產生毀滅性打擊。

科學家利用核光譜陣列望遠鏡和錢德拉X射線太空望遠鏡觀測分析了31顆超新星爆發后的情形,他們發現,當超新星爆發產生的沖擊波與周圍的致密氣體發生碰撞時,

就會產生超高劑量的X射線輻射。

假如這些X射線掃過鄰近行星,將改變行星的大氣層化學成分。以地球為例,地球大氣層中的臭氧就會消失。

雖然目前科學家沒有在地球周圍 160光年范圍內發現可能爆發的超新星,但有相關證據表明,地球過去可能受到過超新星爆發的波及。

地球誕生于45億年前,最初構成地球的粒子大部分已經不再具有放射性,這意味著,假如科學家發現了仍然具有放射性的空間粒子,那麼它們極有可能來自于另一個地方,比如超新星爆發。

這樣符合條件的放射性粒子是鐵-60, 它的半衰期大約為260萬年。

研究人員在海底找到了一種名為鐵錳結殼的東西,在這里發現了鐵-60的痕跡。隨后他們還在化石中發現了更多的鐵-60,通過觀察這些放射性元素在地球上的位置, 科學家認為這次的超新星爆發大約發生在150光年到300光年外。

這次的爆發似乎對地球并沒有產生太大的影響,只是讓地球受到了一陣粒子轟擊。如果超新星距離地球再近一點,產生的結果可能就是截然不同的了。

太陽每秒釋放的能量可滿足全人類25萬年的能源需求,我們最終收集到的太陽能量還不足十萬分之一,但這也足以維持人類發展延續。而超新星爆發時瞬間產生的能量相當于恒星一生所釋放能量總和的數十倍,能夠摧毀半徑25光年范圍內的任何生物。

幸運的是,在這樣的范圍下,我們還沒有發現地球周圍有潛在威脅的超新星。而我們的太陽,也只會在演化末期成為一顆暗淡的白矮星。

假如太陽的質量為目前的8倍或更多,那麼它將會在主序星階段結束之后聚變出鐵元素。

鐵元素并不會釋放能量,反而會吸收能量。 這時恒星向外的輻射擴張壓會迅速減少,而恒星向內的重力仍然存在,從而讓整個恒星在引力作用下急劇坍縮,在瞬間釋放出巨大的能量,發生我們熟知的超新星爆發。

超新星爆發對地球以及地球上的生物來說,似乎是百害而無一利。但對恒星自身來說,卻是又一次新生。

超新星爆發后,會以十分之一的光速向外拋出自身原有的物質,伴隨著沖擊波進入周圍的空間,這種沖擊波會產生一個由氣體和塵埃構成的殼狀結構, 科學家將它們命名為超新星遺跡

這些遺跡中有大量恒星組成的必要元素,可能在數億年后,它們又會重新匯聚成一顆全新的恒星。而我們的太陽系,似乎就誕生于一個超新星爆發后的遺跡。

除此之外,超新星爆發還會合成出重元素。我們的宇宙最初形成時,只創造出了氫和氦以及微量的鋰, 其余所有較重的元素都是在超新星爆發中合成的。

雖然人類觀測到的超新星爆發不足十次,但在整個宇宙中,超新星爆發是一件常見的事。像銀河系這樣的星系,大約每50年就會有一次超新星爆發。在宇宙中更是幾乎每十秒就會發生一次。它們不斷的毀滅,再以另一種方式延續重生。以人類為例,人體中的鐵元素就極有可能來自數億年前某顆超新星爆發后的拋灑。

因此,超新星爆發雖然有可能對地球和人類造成危害,但我們也應該意識到它們對宇宙和生命的重要性。

作為宇宙中最壯觀的天文事件之一,超新星爆發不僅能夠照亮宇宙,還能推動化學元素和恒星的演化。進一步研究這類事件, 有助于我們加深對宇宙歷史和本質的理解。

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