Ученые выявили новую опасность для жизни — рентгеновское излучение сверхновых
Астрономы, используя данные рентгеновской обсерватории «Чандра» и других телескопов, определили новую угрозу для жизни на таких планетах, как Земля: фаза, во время которой интенсивное рентгеновское излучение взорвавшихся звезд может воздействовать на планеты на расстоянии более 100 световых лет. Этот результат имеет значение для изучения экзопланет и их обитаемости.
Недавно обнаруженная угроза исходит от взрывной волны сверхновой, ударяющей по плотному газу, окружающему взорвавшуюся звезду.
Когда это столкновение происходит, оно может производить большую дозу рентгеновского излучения, которое достигает планеты, похожей на Землю через месяцы или годы после взрыва и может длиться в течение нескольких десятилетий. Такое интенсивное воздействие может спровоцировать вымирание на планете.
Новое исследование, сообщающее об этой угрозе, основано на рентгеновских наблюдениях за 31 сверхновой и их последствиями — в основном с помощью рентгеновской обсерватории «Чандра», миссий Swift и NuSTAR, а также XMM-Newton ЕКА.
Оно показывает, что планеты могут подвергаться смертельным дозам радиации на расстоянии до 160 световых лет. Четыре сверхновых в исследовании (SN 1979C, SN 1987A, SN 2010jl и SN 1994I) показаны на составных изображениях, содержащих данные Chandra на изображении ниже.
До этого большинство исследований воздействия взрывов сверхновых были сосредоточены на двух периодах опасности: интенсивном излучении, производимом сверхновой в дни и месяцы после взрыва, и энергетических частицах, прибывающих спустя сотни и тысячи лет.
Если поток рентгеновских лучей пронесется над планетой, излучение может серьезно изменить химический состав ее атмосферы. Для планеты, похожей на Землю, этот процесс может уничтожить значительную часть озона, который в конечном итоге защищает жизнь от опасного ультрафиолетового излучения звезды-хозяина. Это также может привести к гибели широкого круга организмов, особенно морских, лежащих в основе пищевой цепи, что приведет к вымиранию.
После многих лет смертельного рентгеновского облучения в результате взаимодействия со сверхновой и воздействия ультрафиолетового излучения от звезды-хозяина у планеты, похожей на Землю, может образоваться большое количество диоксида азота, вызывающего коричневую дымку в атмосфере. «Обеззеленение» земельных массивов также может произойти из-за повреждения растений.
Среди четырех сверхновых в наборе изображений SN 2010jl произвела больше всего рентгеновских лучей. По оценкам авторов, она доставила смертельную дозу рентгеновского излучения для планет земного типа, находящихся менее чем в 100 световых годах от нас.
Существуют убедительные доказательства — включая обнаружение в различных местах по всему земному шару радиоактивного типа железа — того, что сверхновые произошли вблизи Земли примерно между 2 и 8 миллионами лет назад.
Хотя Земля и Солнечная система в настоящее время находятся в безопасном пространстве с точки зрения потенциальных взрывов сверхновых, многие другие планеты Млечного Пути — нет. Эти высокоэнергетические события будут эффективно сокращать области внутри галактики Млечный Путь, известные как галактическая обитаемая зона, где условия были благоприятными для жизни, какой мы ее знаем.
Поскольку рентгеновские наблюдения за сверхновыми редки, особенно те разновидности, которые сильно взаимодействуют со своим окружением, авторы призывают к последующим наблюдениям взаимодействующих сверхновых в течение месяцев и лет после взрыва.