Sterne wie die Sonne sind es bemerkenswert konstant. Dank der Fusion von Wasserstoff zu Helium, die sie antreibt, schwankt ihre Helligkeit im Laufe der Jahre und Jahrzehnte nur um 0.1 Prozent. Dieser Vorgang sorgt dafür, dass die Sonne konstant scheint noch etwa 5 Milliarden Jahre, aber wenn Sterne ihren Kernbrennstoff erschöpfen, können sie sterben zu Pyrotechnik führen.
Die Sonne wird irgendwann sterben indem er groß wird und sich dann zu einer Art Stern namens a verdichtet Weißer Zwerg. Aber Sterne sind mehr als achtmal massereicher als die Sonne gewaltsam sterben bei einer Explosion Supernova genannt.
Supernovae passieren in der Milchstraße nur a mehrmals im Jahrhundert, und diese heftigen Explosionen sind normalerweise so weit entfernt, dass die Menschen hier auf der Erde es nicht bemerken. Damit ein sterbender Stern irgendeinen Einfluss auf das Leben auf unserem Planeten hat, müsste er innerhalb von 100 Lichtjahren von der Erde zur Supernova werden.
Ich bin ein Astronom wer studiert Kosmologie und Schwarze Löcher.
In meinem Schreiben über Kosmische EndenIch habe die Bedrohung beschrieben, die von ihnen ausgeht Sternkatastrophen wie Supernovae und verwandte Phänomene wie Gammastrahlenexplosionen. Die meisten dieser Katastrophen sind abgelegen, aber wenn sie näher am Wohnort stattfinden, können sie eine Bedrohung für das Leben auf der Erde darstellen.
Der Tod eines riesigen Sterns
Nur sehr wenige Sterne sind massereich genug, um in einer Supernova zu sterben. Aber wenn man es tut, ist es kurz konkurriert mit der Helligkeit von Milliarden Sternen. Bei einer Supernova alle 50 Jahre und mit 100 Milliarden Galaxien im Universum, irgendwo im Universum explodiert jede Hundertstelsekunde eine Supernova.
Der sterbende Stern sendet hochenergetische Strahlung als Gammastrahlung aus. Gamma Strahlen sind eine Form elektromagnetischer Strahlung mit viel kürzeren Wellenlängen als Lichtwellen, was bedeutet, dass sie für das menschliche Auge unsichtbar sind. Der sterbende Stern setzt auch eine Flut hochenergetischer Teilchen in Form von frei kosmische Strahlung: subatomare Teilchen, die sich nahezu mit Lichtgeschwindigkeit bewegen.
Supernovae in der Milchstraße sind selten, aber einige waren so nah an der Erde, dass sie in historischen Aufzeichnungen erwähnt werden. In 185 AD, erschien ein Stern an einer Stelle, an der zuvor kein Stern gesehen worden war. Es war wahrscheinlich eine Supernova.
Beobachter auf der ganzen Welt sahen plötzlich einen hellen Stern auftauchen 1006 AD. Astronomen ordneten es später einer Supernova in 7,200 Lichtjahren Entfernung zu. Dann in 1054 ADChinesische Astronomen zeichneten einen am Tageshimmel sichtbaren Stern auf, den Astronomen später als 6,500 Lichtjahre entfernte Supernova identifizierten.
Johannes Kepler beobachtete die letzte Supernova in der Milchstraße im Jahr 1604, also im statistischen Sinne, der nächste ist überfällig.
600 Lichtjahre entfernt, der rote Überriese Beteigeuze Im Sternbild Orion steht der nächstgelegene massereiche Stern kurz vor dem Ende seines Lebens. Wenn es zur Supernova wird, wird es für diejenigen, die von der Erde aus zuschauen, so hell leuchten wie der Vollmond, ohne dem Leben auf unserem Planeten Schaden zuzufügen.
Strahlenschäden
Wenn ein Stern nahe genug an der Erde zur Supernova wird, könnte die Gammastrahlung einen Teil des Planetenschutzes beschädigen, der das Gedeihen des Lebens auf der Erde ermöglicht. Aufgrund der endlichen Lichtgeschwindigkeit kommt es zu einer Zeitverzögerung. Wenn eine Supernova in 100 Lichtjahren Entfernung explodiert, dauert es 100 Jahre, bis wir sie sehen.
Astronomen haben Hinweise auf eine 300 Lichtjahre entfernte Supernova gefunden, die vor 2.5 Millionen Jahren explodierte. In Meeresbodensedimenten eingeschlossene radioaktive Atome sind die verräterische Anzeichen für dieses Ereignis. Strahlung von Gammastrahlen erodierte die Ozonschicht, das das Leben auf der Erde vor der schädlichen Strahlung der Sonne schützt. Dieses Ereignis hätte das Klima abgekühlt und zum Aussterben einiger alter Arten geführt.
Die Sicherheit vor einer Supernova geht mit größerer Entfernung einher. Gammastrahlen und kosmische Strahlung breiten sich, sobald sie von einer Supernova emittiert werden, in alle Richtungen aus, also der Anteil, der die Erde erreicht nimmt mit größerer Entfernung ab. Stellen Sie sich zum Beispiel zwei identische Supernovae vor, von denen eine zehnmal näher an der Erde ist als die andere. Die Erde würde durch das nähere Ereignis Strahlung erhalten, die etwa hundertmal stärker ist.
Eine Supernova innerhalb von 30 Lichtjahren wäre katastrophal, würde die Ozonschicht stark abbauen, die Nahrungskette der Meere unterbrechen und wahrscheinlich ein Massensterben verursachen. Einige Astronomen vermuten, dass Supernovae in der Nähe eine ausgelöst haben Serie von Massenaussterben Vor 360 bis 375 Millionen Jahren. Glücklicherweise passieren diese Ereignisse innerhalb von 30 Lichtjahren nur alle paar hundert Millionen Jahre.
Wenn Neutronensterne kollidieren
Aber Supernovae sind nicht die einzigen Ereignisse, die Gammastrahlen aussenden. Kollisionen von Neutronensternen verursachen hochenergetische Phänomene, die von Gammastrahlen bis hin zu reichen Gravitationswellen.
Nach einer Supernova-Explosion zurückgelassen, Neutronensterne sind stadtgroße Materiebälle mit der Dichte eines Atomkerns, also 300 Billionen Mal dichter als die Sonne. Diese Kollisionen verursachten viele der Gold und Edelmetalle auf der Erde. Der starke Druck, der durch zwei ultradichte Teilchen verursacht wird Zusammenstoßende Objekte erzwingen Neutronen in Atomkerne, wodurch schwerere Elemente wie Gold und Platin entstehen.
Eine Neutronensternkollision erzeugt eine intensive Ausbruch von Gammastrahlen. Diese Gammastrahlen werden in a konzentriert schmaler Strahl Strahlung, die eine große Wirkung hat.
Wenn die Erde in der Schusslinie eines Gammastrahlenausbruchs wäre 10,000 Lichtjahre, oder 10 Prozent des Durchmessers der Galaxie, würde der Ausbruch erfolgen die Ozonschicht stark schädigen. Es würde auch die DNA in den Zellen von Organismen schädigen, und zwar in einem Ausmaß, das viele einfache Lebensformen wie Bakterien abtöten würde.
Das klingt bedrohlich, aber Neutronensterne bilden sich normalerweise nicht paarweise, also gibt es sie Nur etwa alle 10,000 Jahre kommt es zu einer Kollision in der Milchstraße. Sie sind 100-mal seltener als Supernova-Explosionen. Im gesamten Universum kommt es alle paar Minuten zu einer Neutronensternkollision.
Gammastrahlenausbrüche stellen möglicherweise keine unmittelbare Bedrohung für das Leben auf der Erde dar, aber über sehr lange Zeiträume hinweg werden Ausbrüche unweigerlich die Erde treffen. Der Wahrscheinlichkeit, dass ein Gammastrahlenausbruch ein Massensterben auslöst 50 Prozent liegen in den letzten 500 Millionen Jahren und 90 Prozent in den 4 Milliarden Jahren, seit es Leben auf der Erde gibt.
Nach dieser Rechnung ist es sehr wahrscheinlich, dass ein Gammastrahlenausbruch einen dieser Ausbrüche verursacht hat fünf Massenaussterben in den letzten 500 Millionen Jahren. Astronomen haben argumentiert, dass ein Gammastrahlenausbruch die Ursache dafür war erstes Massensterben Vor 440 Millionen Jahren, als 60 Prozent aller Meereslebewesen verschwanden.
Eine aktuelle Erinnerung
Die extremsten astrophysikalischen Ereignisse haben eine große Reichweite. Daran wurden Astronomen im Oktober 2022 erinnert, als ein Strahlungsimpuls durch das Sonnensystem fegte und alle Gammastrahlenteleskope darin überlastete Raum.
Es war die hellster Gammastrahlenausbruch seit Beginn der menschlichen Zivilisation geschehen. Die Strahlung verursachte eine plötzliche Störung zur Ionosphäre der Erde, obwohl die Quelle fast eine Explosion war zwei Milliarden Lichtjahre entfernt. Das Leben auf der Erde blieb davon unberührt, aber die Tatsache, dass es die Ionosphäre veränderte, ist ernüchternd – ein ähnlicher Ausbruch in der Milchstraße wäre eine Million Mal heller.
Dieser Artikel wird erneut veröffentlicht Das Gespräch unter einer Creative Commons-Lizenz. Lies das Original Artikel.
Bild-Kredit: NASA, ESA, Joel Kastner (RIT)
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- Quelle: https://singularityhub.com/2024/04/16/exploding-stars-are-rare-but-if-one-was-close-enough-it-could-threaten-life-on-earth/
