Les étoiles comme le soleil le sont remarquablement constant. Leur luminosité ne varie que de 0.1 % au fil des années et des décennies, grâce à la fusion de l’hydrogène en hélium qui les alimente. Ce processus permettra au soleil de briller régulièrement pendant environ 5 milliards d'années supplémentaires, mais lorsque les étoiles épuisent leur combustible nucléaire, leur mort peut conduire à la pyrotechnie.

Le soleil finira par mourir en grandissant puis en se condensant en un type d'étoile appelé nain blanc. Mais des étoiles huit fois plus massives que le soleil mourir violemment dans une explosion appelé une supernova.

Les supernovae se produisent à travers la Voie Lactée seulement un quelques fois par siècle, et ces violentes explosions sont généralement suffisamment lointaines pour que les gens ici sur Terre ne les remarquent pas. Pour qu’une étoile mourante ait un effet sur la vie sur notre planète, il faudrait qu’elle devienne une supernova à moins de 100 années-lumière de la Terre.

Je suis un astronome qui étudie cosmologie ainsi que les trous noirs.

Dans mes écrits sur fins cosmiques, j'ai décrit la menace posée par cataclysmes stellaires comme les supernovae et les phénomènes associés tels que sursauts gamma. La plupart de ces cataclysmes sont lointains, mais lorsqu’ils se produisent plus près de chez nous, ils peuvent constituer une menace pour la vie sur Terre.

La mort d'une étoile massive

Très peu d’étoiles sont suffisamment massives pour mourir dans une supernova. Mais quand on le fait, c'est brièvement rivalise avec la luminosité de milliards d'étoiles. À raison d'une supernova tous les 50 ans, et avec 100 milliards de galaxies dans l'univers, quelque part dans l'univers, une supernova explose tous les centièmes de seconde.

L'étoile mourante émet un rayonnement de haute énergie sous forme de rayons gamma. Rayons gamma sont une forme de rayonnement électromagnétique dont les longueurs d’onde sont beaucoup plus courtes que les ondes lumineuses, ce qui signifie qu’elles sont invisibles à l’œil humain. L'étoile mourante libère également un torrent de particules de haute énergie sous forme de rayons cosmiques: particules subatomiques se déplaçant à une vitesse proche de la vitesse de la lumière.

Les supernovae dans la Voie lactée sont rares, mais quelques-unes ont été suffisamment proches de la Terre pour que les documents historiques en parlent. Dans 185 AD, une étoile est apparue à un endroit où aucune étoile n’avait été vue auparavant. C'était probablement une supernova.

Les observateurs du monde entier ont vu une étoile brillante apparaître soudainement 1006 AD. Les astronomes l'ont ensuite comparé à une supernova située à 7,200 XNUMX années-lumière. Puis dans 1054 AD, les astronomes chinois ont enregistré une étoile visible dans le ciel diurne qu'ils ont ensuite identifiée comme une supernova à 6,500 XNUMX années-lumière.

Johannes Kepler a observé la dernière supernova de la Voie Lactée en 1604, donc d'un point de vue statistique, le prochain est en retard.

À 600 années-lumière, la supergéante rouge Bételgeuse dans la constellation d’Orion se trouve l’étoile massive la plus proche qui approche de la fin de sa vie. Lorsqu’elle deviendra supernova, elle brillera aussi brillamment que la pleine lune pour ceux qui l’observeront depuis la Terre, sans causer de dommages à la vie sur notre planète.

Dommages causés par les radiations

Si une étoile devient une supernova suffisamment près de la Terre, le rayonnement gamma pourrait endommager une partie de la protection planétaire qui permet à la vie de prospérer sur Terre. Il y a un retard dû à la vitesse limitée de la lumière. Si une supernova explose à 100 années-lumière, il nous faut 100 ans pour la voir.

Les astronomes ont trouvé des preuves d'une supernova à 300 années-lumière qui a explosé il y a 2.5 millions d'années. Les atomes radioactifs piégés dans les sédiments des fonds marins sont les signes révélateurs de cet événement. Le rayonnement des rayons gamma a érodé couche d'ozone, qui protège la vie sur Terre des rayons nocifs du soleil. Cet événement aurait refroidi le climat, entraînant l'extinction de certaines espèces anciennes.

La sécurité face à une supernova s’accompagne d’une plus grande distance. Les rayons gamma et les rayons cosmiques se propagent dans toutes les directions une fois émis par une supernova, donc la fraction qui atteint la Terre diminue avec la distance. Par exemple, imaginez deux supernovae identiques, l’une étant 10 fois plus proche de la Terre que l’autre. La Terre recevrait un rayonnement environ cent fois plus puissant provenant d'un événement plus proche.

Une supernova dans un rayon de 30 années-lumière serait catastrophique, appauvrissant gravement la couche d’ozone, perturbant la chaîne alimentaire marine et provoquant probablement une extinction massive. Certains astronomes supposent que des supernovae proches ont déclenché une série d'extinctions massives Il y a 360 à 375 millions d'années. Heureusement, ces événements se produisent dans un rayon de 30 années-lumière seulement tous les quelques centaines de millions d’années.

Quand les étoiles à neutrons entrent en collision

Mais les supernovae ne sont pas les seuls événements à émettre des rayons gamma. Collisions d'étoiles à neutrons provoquer des phénomènes de haute énergie allant des rayons gamma aux ondes gravitationnelles.

Laissé sur place après une explosion de supernova, étoiles à neutrons sont des boules de matière de la taille d’une ville et ayant la densité d’un noyau atomique, donc 300 XNUMX milliards de fois plus denses que le soleil. Ces collisions ont créé bon nombre des or et métaux précieux sur Terre. La pression intense provoquée par deux ultradenses objets entrant en collision forces neutrons en noyaux atomiques, qui créent des éléments plus lourds tels que l'or et le platine.

Une collision d'étoiles à neutrons génère une intense éclat de rayons gamma. Ces rayons gamma sont concentrés dans un jet étroit de rayonnement qui a un grand impact.

Si la Terre était dans la ligne de mire d'un sursaut gamma à l'intérieur 10,000 années-lumière, soit 10 pour cent du diamètre de la galaxie, l'éclatement endommage gravement la couche d'ozone. Cela endommagerait également l’ADN des cellules des organismes, à un niveau qui tuerait de nombreuses formes de vie simples comme les bactéries.

Cela semble inquiétant, mais les étoiles à neutrons ne se forment généralement pas par paires. une seule collision dans la Voie lactée tous les 10,000 XNUMX ans environ. Ils sont 100 fois plus rare que les explosions de supernova. Dans tout l’univers, il y a une collision d’étoiles à neutrons toutes les quelques minutes.

Les sursauts gamma ne constituent peut-être pas une menace imminente pour la vie sur Terre, mais sur des échelles de temps très longues, ils toucheront inévitablement la Terre. Le probabilité qu'un sursaut gamma déclenche une extinction massive sont de 50 pour cent au cours des 500 derniers millions d’années et de 90 pour cent au cours des 4 milliards d’années qui se sont écoulées depuis l’apparition de la vie sur Terre.

D'après ce calcul, il est fort probable qu'un sursaut gamma ait causé l'un des cinq extinctions massives au cours des 500 derniers millions d'années. Les astronomes ont avancé qu'un sursaut gamma avait provoqué la première extinction massive Il y a 440 millions d'années, quand 60 pour cent de toutes les créatures marines ont disparu.

Un rappel récent

Les événements astrophysiques les plus extrêmes ont une longue portée. Les astronomes s’en sont rendu compte en octobre 2022, lorsqu’une impulsion de rayonnement a balayé le système solaire et a surchargé tous les télescopes à rayons gamma du pays. espace.

C'était l' sursaut gamma le plus brillant se produire depuis le début de la civilisation humaine. Les radiations ont provoqué une perturbation soudaine à l'ionosphère terrestre, même si la source était une explosion presque à deux milliards d'années-lumière. La vie sur Terre n’a pas été affectée, mais le fait que cela ait modifié l’ionosphère donne à réfléchir : une explosion similaire dans la Voie lactée serait un million de fois plus brillante.

Cet article est republié de The Conversation sous une licence Creative Commons. Lis le article original.

Crédit image: NASA, ESA, Joël Kastner (RIT)

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• La source: https://singularityhub.com/2024/04/16/exploding-stars-are-rare-but-if-one-was-close-enough-it-could-threaten-life-on-earth/