Những ngôi sao giống như mặt trời hằng số đáng kể. Chúng có độ sáng khác nhau chỉ 0.1% qua nhiều năm và nhiều thập kỷ, nhờ sự phản ứng tổng hợp của hydro thành heli cung cấp năng lượng cho chúng. Quá trình này sẽ giữ cho mặt trời chiếu sáng đều đặn trong khoảng 5 tỷ năm nữa, nhưng khi các ngôi sao cạn kiệt nhiên liệu hạt nhân, cái chết của chúng có thể dẫn đến pháo hoa.

Mặt trời cuối cùng sẽ chết bằng cách phát triển lớn hơn và sau đó ngưng tụ thành một loại sao gọi là sao sao lùn trắng. Nhưng những ngôi sao nặng gấp 8 lần mặt trời chết một cách dữ dội trong một vụ nổ gọi là siêu tân tinh.

Siêu tân tinh xảy ra trên Dải Ngân hà chỉ một vài lần một thế kỷvà những vụ nổ dữ dội này thường diễn ra đủ xa để mọi người trên Trái đất không nhận thấy. Để một ngôi sao sắp chết có bất kỳ ảnh hưởng nào đến sự sống trên hành tinh của chúng ta, nó sẽ phải trở thành siêu tân tinh trong vòng 100 năm ánh sáng tính từ Trái đất.

Tôi là một nhà thiên văn học ai học vũ trụ học và lỗ đen.

Trong bài viết của tôi về kết thúc vũ trụ, tôi đã mô tả mối đe dọa do thảm họa sao như siêu tân tinh và các hiện tượng liên quan như vụ nổ tia gamma. Hầu hết những thảm họa này đều diễn ra ở xa, nhưng khi chúng xảy ra gần hơn, chúng có thể gây ra mối đe dọa cho sự sống trên Trái đất.

Cái chết của một ngôi sao lớn

Rất ít ngôi sao đủ lớn để chết trong siêu tân tinh. Nhưng khi một người làm vậy, nó sẽ ngắn gọn sánh ngang với độ sáng của hàng tỷ ngôi sao. Tại một siêu tân tinh trong 50 năm, và với 100 tỷ thiên hà trong vũ trụ, ở đâu đó trong vũ trụ cứ một phần trăm giây lại có một siêu tân tinh phát nổ.

Ngôi sao sắp chết phát ra bức xạ năng lượng cao dưới dạng tia gamma. Tia gam ma là một dạng bức xạ điện từ có bước sóng ngắn hơn nhiều so với sóng ánh sáng, nghĩa là mắt người không thể nhìn thấy được. Ngôi sao sắp chết cũng giải phóng một dòng hạt năng lượng cao dưới dạng các tia vũ trụ: các hạt hạ nguyên tử chuyển động với tốc độ gần bằng tốc độ ánh sáng.

Siêu tân tinh trong Dải Ngân hà rất hiếm, nhưng một số ít ở đủ gần Trái đất nên các ghi chép lịch sử đã thảo luận về chúng. TRONG 185 AD, một ngôi sao xuất hiện ở một nơi mà trước đó chưa từng có ngôi sao nào được nhìn thấy. Nó có lẽ là một siêu tân tinh.

Giới quan sát khắp thế giới chứng kiến ​​một ngôi sao sáng bất ngờ xuất hiện 1006 AD. Các nhà thiên văn học sau đó đã so sánh nó với một siêu tân tinh cách chúng ta 7,200 năm ánh sáng. Sau đó, trong 1054 ADCác nhà thiên văn học Trung Quốc đã ghi lại một ngôi sao có thể nhìn thấy trên bầu trời ban ngày mà sau đó các nhà thiên văn học xác định đó là siêu tân tinh cách chúng ta 6,500 năm ánh sáng.

Johannes Kepler đã quan sát siêu tân tinh cuối cùng trong Dải Ngân hà vào năm 1604, theo nghĩa thống kê, cái tiếp theo đã quá hạn.

Ở cách xa 600 năm ánh sáng, siêu sao đỏ Betelgeuse trong chòm sao Orion là ngôi sao lớn gần nhất sắp kết thúc vòng đời của nó. Khi trở thành siêu tân tinh, nó sẽ tỏa sáng rực rỡ như trăng tròn đối với những người quan sát từ Trái đất mà không gây ra bất kỳ thiệt hại nào cho sự sống trên hành tinh của chúng ta.

Thiệt hại bức xạ

Nếu một ngôi sao đi đến siêu tân tinh đủ gần Trái đất, bức xạ tia gamma có thể làm hỏng một số lớp bảo vệ hành tinh cho phép sự sống phát triển trên Trái đất. Có độ trễ thời gian do tốc độ ánh sáng hữu hạn. Nếu một siêu tân tinh phát nổ cách chúng ta 100 năm ánh sáng thì chúng ta phải mất 100 năm mới nhìn thấy được nó.

Các nhà thiên văn học đã tìm thấy bằng chứng về một siêu tân tinh cách chúng ta 300 năm ánh sáng đã phát nổ cách đây 2.5 triệu năm. Các nguyên tử phóng xạ bị mắc kẹt trong trầm tích đáy biển là dấu hiệu nhận biết sự kiện này. Bức xạ tia gamma làm xói mòn tầng ozone, bảo vệ sự sống trên Trái đất khỏi bức xạ có hại của mặt trời. Sự kiện này có thể đã làm mát khí hậu, dẫn đến sự tuyệt chủng của một số loài cổ xưa.

Sự an toàn từ một siêu tân tinh đi kèm với khoảng cách xa hơn. Tia gamma và tia vũ trụ tỏa ra theo mọi hướng từng được phát ra từ siêu tân tinh, do đó phần tới Trái đất giảm dần theo khoảng cách lớn hơn. Ví dụ, hãy tưởng tượng hai siêu tân tinh giống hệt nhau, trong đó một siêu tân tinh ở gần Trái đất hơn 10 lần so với siêu tân tinh kia. Trái đất sẽ nhận được bức xạ mạnh hơn khoảng một trăm lần từ sự kiện gần hơn.

Một siêu tân tinh trong vòng 30 năm ánh sáng sẽ là thảm họa, làm suy giảm nghiêm trọng tầng ozone, phá vỡ chuỗi thức ăn ở biển và có khả năng gây ra sự tuyệt chủng hàng loạt. Một số nhà thiên văn học đoán rằng siêu tân tinh ở gần đã gây ra một hàng loạt sự tuyệt chủng hàng loạt 360 đến 375 triệu năm trước. May mắn thay, những sự kiện này chỉ xảy ra trong vòng 30 năm ánh sáng cứ sau vài trăm triệu năm.

Khi sao neutron va chạm

Nhưng siêu tân tinh không phải là sự kiện duy nhất phát ra tia gamma. Va chạm sao neutron gây ra các hiện tượng năng lượng cao từ tia gamma đến sóng hấp dẫn.

Bị bỏ lại sau vụ nổ siêu tân tinh, sao neutron là những quả cầu vật chất có kích thước bằng một thành phố với mật độ hạt nhân nguyên tử, dày hơn mặt trời 300 nghìn tỷ lần. Những va chạm này đã tạo ra nhiều vàng và kim loại quý trên trái đất. Áp suất mạnh gây ra bởi hai siêu đậm đặc các vật thể va chạm lực neutron thành hạt nhân nguyên tử, tạo ra các nguyên tố nặng hơn như vàng và bạch kim.

Một vụ va chạm sao neutron tạo ra một luồng điện cực mạnh vụ nổ tia gamma. Các tia gamma này tập trung thành một máy bay phản lực hẹp của bức xạ tạo ra một cú đấm lớn.

Nếu Trái đất nằm trong vùng lửa của vụ nổ tia gamma bên trong 10,000 năm ánh sáng, hay 10 phần trăm đường kính của thiên hà, vụ nổ sẽ phá hủy nghiêm trọng tầng ozone. Nó cũng sẽ làm hỏng DNA bên trong tế bào của sinh vật, ở mức độ có thể giết chết nhiều dạng sống đơn giản như vi khuẩn.

Điều đó nghe có vẻ đáng lo ngại, nhưng các sao neutron thường không hình thành theo cặp, vì vậy chỉ có một vụ va chạm trong Dải Ngân hà cứ sau khoảng 10,000 năm. Họ là Hiếm hơn 100 lần so với vụ nổ siêu tân tinh. Trên toàn bộ vũ trụ, cứ vài phút lại có một vụ va chạm sao neutron.

Các vụ nổ tia gamma có thể không phải là mối đe dọa sắp xảy ra đối với sự sống trên Trái đất, nhưng trong một khoảng thời gian rất dài, các vụ nổ chắc chắn sẽ tấn công Trái đất. Các khả năng xảy ra vụ nổ tia gamma gây ra sự tuyệt chủng hàng loạt là 50% trong 500 triệu năm qua và 90% trong 4 tỷ năm kể từ khi có sự sống trên Trái đất.

Theo phép toán đó, rất có thể một vụ nổ tia gamma đã gây ra một trong những năm cuộc tuyệt chủng hàng loạt trong 500 triệu năm qua. Các nhà thiên văn học lập luận rằng vụ nổ tia gamma đã gây ra sự tuyệt chủng hàng loạt đầu tiên 440 triệu năm trước, khi 60% sinh vật biển biến mất.

Lời nhắc gần đây

Các sự kiện vật lý thiên văn cực đoan nhất có tầm ảnh hưởng lâu dài. Các nhà thiên văn học đã được nhắc nhở về điều này vào tháng 2022 năm XNUMX, khi một xung bức xạ quét qua hệ mặt trời và làm quá tải tất cả các kính thiên văn tia gamma trong hệ mặt trời. không gian.

Đó là vụ nổ tia gamma sáng nhất xảy ra kể từ khi nền văn minh nhân loại bắt đầu. Bức xạ gây ra sự xáo trộn đột ngột tới tầng điện ly của Trái Đất, mặc dù nguồn là một vụ nổ gần cách đây hai tỷ năm ánh sáng. Sự sống trên Trái đất không bị ảnh hưởng, nhưng thực tế là nó làm thay đổi tầng điện ly là điều đáng lo ngại – một vụ nổ tương tự ở Dải Ngân hà sẽ sáng hơn hàng triệu lần.

Bài viết này được tái bản từ Conversation theo giấy phép Creative Commons. Đọc ban đầu bài viết.

Ảnh: NASA, ESA, Joel Kastner (RIT)

• Phân phối nội dung và PR được hỗ trợ bởi SEO. Được khuếch đại ngay hôm nay.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Trao quyền cho chính mình. Truy cập Tại đây.
• PlatoAiStream. Thông minh Web3. Kiến thức khuếch đại. Truy cập Tại đây.
• Trung tâmESG. Than đá, công nghệ sạch, Năng lượng, Môi trường Hệ mặt trời, Quản lý chất thải. Truy cập Tại đây.
• PlatoSức khỏe. Tình báo thử nghiệm lâm sàng và công nghệ sinh học. Truy cập Tại đây.
• nguồn: https://singularityhub.com/2024/04/16/exploding-stars-are-rare-but-if-one-was-close-enough-it-could-threaten-life-on-earth/