Estrelas como o sol são notavelmente constante. Eles variam em brilho em apenas 0.1% ao longo de anos e décadas, graças à fusão do hidrogênio em hélio que os alimenta. Este processo manterá o sol brilhando continuamente por cerca de 5 bilhões de anos a mais, mas quando as estrelas esgotam o seu combustível nuclear, as suas mortes podem levar à pirotecnia.
O sol eventualmente morrerá crescendo e depois condensando-se em um tipo de estrela chamada anã branca. Mas estrelas oito vezes mais massivas que o Sol morrer violentamente em uma explosão chamada de supernova.
As supernovas acontecem na Via Láctea há apenas um algumas vezes por século, e essas explosões violentas geralmente são remotas o suficiente para que as pessoas aqui na Terra não percebam. Para que uma estrela moribunda tivesse algum efeito sobre a vida no nosso planeta, teria de se tornar uma supernova num raio de 100 anos-luz da Terra.
Eu sou um astrônomo quem estuda cosmologia e buracos negros.
Em meus escritos sobre finais cósmicos, descrevi a ameaça representada por cataclismos estelares como supernovas e fenômenos relacionados, como explosões de raios gama. A maioria destes cataclismos são remotos, mas quando ocorrem perto de casa podem representar uma ameaça à vida na Terra.
A morte de uma estrela enorme
Muito poucas estrelas têm massa suficiente para morrer em uma supernova. Mas quando isso acontece, brevemente rivaliza com o brilho de bilhões de estrelas. A uma supernova a cada 50 anos, e com 100 bilhões de galáxias no universo, em algum lugar do universo uma supernova explode a cada centésimo de segundo.
A estrela moribunda emite radiação de alta energia na forma de raios gama. Raios gama são uma forma de radiação eletromagnética com comprimentos de onda muito mais curtos que as ondas de luz, o que significa que são invisíveis ao olho humano. A estrela moribunda também libera uma torrente de partículas de alta energia na forma de raios cósmicos: partículas subatômicas movendo-se próximo à velocidade da luz.
As supernovas na Via Láctea são raras, mas algumas estiveram suficientemente próximas da Terra para que os registos históricos as discutam. Em 185 AD, uma estrela apareceu em um lugar onde nenhuma estrela havia sido vista anteriormente. Provavelmente foi uma supernova.
Observadores de todo o mundo viram uma estrela brilhante aparecer de repente em 1006 AD. Mais tarde, os astrónomos compararam-na com uma supernova a 7,200 anos-luz de distância. Então, em 1054 AD, os astrónomos chineses registaram uma estrela visível no céu diurno que os astrónomos posteriormente identificaram como uma supernova a 6,500 anos-luz de distância.
Johannes Kepler observou a última supernova na Via Láctea em 1604, portanto, num sentido estatístico, o próximo está atrasado.
A 600 anos-luz de distância, a supergigante vermelha Betelgeuse na constelação de Órion está a estrela massiva mais próxima, aproximando-se do fim da sua vida. Quando se tornar uma supernova, brilhará tanto quanto a lua cheia para quem observa da Terra, sem causar nenhum dano à vida em nosso planeta.
Danos de radiação
Se uma estrela se transformar em supernova perto o suficiente da Terra, a radiação de raios gama poderá danificar parte da proteção planetária que permite que a vida prospere na Terra. Há um atraso devido à velocidade finita da luz. Se uma supernova explodir a 100 anos-luz de distância, levaremos 100 anos para que possamos vê-la.
Os astrônomos encontraram evidências de uma supernova a 300 anos-luz de distância que explodiu há 2.5 milhões de anos. Os átomos radioativos presos nos sedimentos do fundo do mar são os sinais reveladores deste evento. A radiação dos raios gama corroeu o camada de ozônio, que protege a vida na Terra da radiação prejudicial do sol. Este evento teria esfriado o clima, levando à extinção de algumas espécies antigas.
A segurança de uma supernova vem com uma distância maior. Os raios gama e os raios cósmicos se espalham em todas as direções, uma vez emitidos por uma supernova, portanto, a fração que atinge a Terra diminui com maior distância. Por exemplo, imagine duas supernovas idênticas, uma delas 10 vezes mais próxima da Terra do que a outra. A Terra receberia radiação cerca de cem vezes mais forte do evento mais próximo.
Uma supernova num raio de 30 anos-luz seria catastrófica, destruindo gravemente a camada de ozono, perturbando a cadeia alimentar marinha e provavelmente causando a extinção em massa. Alguns astrônomos acham que supernovas próximas desencadearam um série de extinções em massa 360 a 375 milhões de anos atrás. Felizmente, estes eventos acontecem num raio de 30 anos-luz apenas a cada algumas centenas de milhões de anos.
Quando estrelas de nêutrons colidem
Mas as supernovas não são os únicos eventos que emitem raios gama. Colisões de estrelas de nêutrons causar fenômenos de alta energia que vão desde raios gama até ondas gravitacionais.
Deixado para trás após uma explosão de supernova, estrelas de nêutrons são bolas de matéria do tamanho de uma cidade com a densidade de um núcleo atômico, ou seja, 300 trilhões de vezes mais densas que o Sol. Essas colisões criaram muitos dos ouro e metais preciosos na terra. A intensa pressão causada por dois ultradensos objetos colidindo forças nêutrons em núcleos atômicos, o que cria elementos mais pesados, como ouro e platina.
Uma colisão de estrela de nêutrons gera uma intensa explosão de raios gama. Esses raios gama estão concentrados em um jato estreito de radiação que tem um grande impacto.
Se a Terra estivesse na linha de fogo de uma explosão de raios gama dentro 10,000 anos-luz, ou 10 por cento do diâmetro da galáxia, a explosão seria danificar gravemente a camada de ozônio. Também danificaria o DNA dentro das células dos organismos, a um nível que mataria muitas formas de vida simples, como as bactérias.
Isso parece ameaçador, mas as estrelas de nêutrons normalmente não se formam aos pares, então há apenas uma colisão na Via Láctea a cada 10,000 anos. Eles são 100 vezes mais raras que explosões de supernovas. Em todo o universo, há uma colisão de estrelas de nêutrons a cada poucos minutos.
As explosões de raios gama podem não representar uma ameaça iminente à vida na Terra, mas em escalas de tempo muito longas, as explosões atingirão inevitavelmente a Terra. O probabilidades de uma explosão de raios gama desencadear uma extinção em massa são 50 por cento nos últimos 500 milhões de anos e 90 por cento nos 4 mil milhões de anos desde que existe vida na Terra.
Por essa matemática, é bastante provável que uma explosão de raios gama tenha causado um dos cinco extinções em massa nos últimos 500 milhões de anos. Os astrônomos argumentaram que uma explosão de raios gama causou a primeira extinção em massa 440 milhões de anos atrás, quando 60 por cento de todas as criaturas marinhas desapareceram.
Um lembrete recente
Os eventos astrofísicos mais extremos têm um longo alcance. Os astrônomos foram lembrados disso em outubro de 2022, quando um pulso de radiação varreu o sistema solar e sobrecarregou todos os telescópios de raios gama em espaço.
Era explosão de raios gama mais brilhante ocorrer desde o início da civilização humana. A radiação causou uma perturbação repentina para a ionosfera da Terra, embora a fonte tenha sido uma explosão quase dois bilhões de anos-luz de distância. A vida na Terra não foi afetada, mas o facto de ter alterado a ionosfera é preocupante – uma explosão semelhante na Via Láctea seria um milhão de vezes mais brilhante.
Este artigo foi republicado a partir de A Conversação sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original.
Crédito de imagem: NASA, ESA, Joel Kastner (RIT)
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- Fonte: https://singularityhub.com/2024/04/16/exploding-stars-are-rare-but-if-one-was-close-enough-it-could-threaten-life-on-earth/
