آیا تشعشعات یک ستاره در حال انفجار می‌تواند حیات روی زمین را تهدید کند؟

ستارگانی مانند خورشید به طور قابل توجهی ثابت هستند. روشنایی آنها به لطف همجوشی هیدروژن به هلیوم که به آنها انرژی می‌دهد تنها ۰.۱ درصد در طول سال‌ها و دهه‌ها تغییر می‌کند. این فرآیند باعث ادامه درخشش خورشید برای حدود پنج میلیارد سال دیگر به طور پیوسته می‌شود اما وقتی ستارگان سوخت هسته‌ای خود را تمام می‌کنند، مرگ آنها می‌تواند به آتش‌سوزی منجر شود.

کد خبر: ۶۸۶۴۷۵

تاریخ: ۱۵ فروردين ۱۴۰۳ - ۰۸:۰۷

به گزارش ایران اکونومیست، خورشید در نهایت با بزرگ شدن و سپس متراکم شدن به نوعی ستاره به نام کوتوله سفید تبدیل می‌شود. ستارگانی با جرم بیش از هشت برابر خورشید در انفجاری به نام ابرنواختر از بین می‌روند.

به نقل از اس‌اف، ابرنواخترها در سراسر کهکشان راه شیری تنها چند بار در قرن اتفاق می‌افتند و این انفجارهای شدید معمولا به اندازه‌ای دور هستند که مردم اینجا روی زمین متوجه آن نمی‌شوند. برای اینکه یک ستاره در حال مرگ بتواند تاثیری بر زندگی در سیاره ما داشته باشد، باید در فاصله ۱۰۰ سال نوری از زمین به ابرنواختر تبدیل شود.

مرگ یک ستاره عظیم

تعداد بسیار کمی از ستاره‌ها به اندازه کافی جرم دارند که به شکل یک ابرنواختر بمیرند. اما وقتی این اتفاق می‌افتد، برای مدت کوتاهی درخشندگی آن با درخشندگی میلیاردها ستاره برابری می‌کند. با در نظر گرفتن اینکه یک ابرنواختر در هر ۵۰ سال رخ می‌دهد و ۱۰۰ میلیارد کهکشان در جهان وجود دارد، بنابراین می‌توان تخمین زد که در جایی از جهان در هر صدم ثانیه یک ابرنواختر منفجر می‌شود.

ستاره در حال مرگ تابش پرانرژی را به صورت پرتوهای گاما ساطع می‌کند.

پرتوهای گاما شکلی از تشعشعات الکترومغناطیسی با طول موج بسیار کوتاه‌تر از امواج نور هستند که برای چشم انسان نامرئی هستند. ستاره در حال مرگ همچنین سیلابی از ذرات پرانرژی را به شکل پرتوهای کیهانی آزاد می‌کند. ذرات زیراتمی که با سرعت نزدیک به سرعت نور حرکت می‌کنند.

ابرنواخترهای کهکشان راه شیری نادر هستند، اما تعداد کمی از آنها به اندازه کافی به زمین نزدیک بوده‌اند که سوابق تاریخی درباره آنها صحبت کرده‌اند. در سال ۱۸۵ پس از میلاد، ستاره‌ای در مکانی ظاهر شد که قبلا هیچ ستاره‌ای در آنجا دیده نشده بود. احتمالا این یک ابرنواختر بوده است.

رصدگران در سراسر جهان شاهد ظهور ناگهانی یک ستاره درخشان در سال ۱۰۰۶ پس از میلاد بودند. اخترشناسان بعدا آن را با یک ابرنواختر در فاصله ۷۲۰۰ سال نوری از ما تطبیق دادند. سپس، در سال ۱۰۵۴ پس از میلاد، اخترشناسان چینی یک ستاره قابل مشاهده در آسمان روز ثبت کردند که ستاره شناسان متعاقبا آن را به عنوان یک ابرنواختر در فاصله ۶۵۰۰ سال نوری از ما شناسایی کردند.

یوهانس کپلر آخرین ابرنواختر کهکشان راه شیری را در سال ۱۶۰۴ مشاهده کرد، بنابراین از نظر آماری، وقوع ابرنواختر بعدی به تاخیر افتاده است.

در فاصله ۶۰۰ سال نوری از ما، غول سرخ اِبط‌الجوزا در صورت فلکی شکارچی نزدیک‌ترین ستاره پرجرمی است که به پایان عمر خود نزدیک می‌شود.

هنگامی که این ستاره به ابرنواختر تبدیل شود، برای کسانی که از زمین آن را تماشا می‌کنند مانند یک ماه کامل خواهد درخشید، بدون اینکه آسیبی به حیات در سیاره ما وارد کند.

آسیب ناشی از تشعشعات

اگر ابرنواختر ستاره‌ای به اندازه کافی به زمین نزدیک شود، تابش اشعه گامای آن می‌تواند به بخشی از پوشش حفاظتی سیاره ما که به حیات در زمین اجازه رشد می‌دهد، آسیب برساند. به دلیل سرعت محدود نور یک تاخیر زمانی وجود خواهد داشت. اگر یک ابرنواختر در فاصله ۱۰۰ سال نوری از زمین به وقوع بپیوندد، ۱۰۰ سال طول می‌کشد تا آن را ببینیم.

ستاره شناسان شواهدی از یک ابرنواختر در فاصله ۳۰۰ سال نوری از ما پیدا کرده‌اند که ۲.۵ میلیون سال پیش منفجر شده است. اتم‌های رادیواکتیو محبوس شده در رسوبات کف دریا از نشانه‌های این رویداد هستند. تابش پرتوهای گاما لایه اوزون را که از حیات روی زمین در برابر تشعشعات مضر خورشید محافظت می‌کند، فرسایش می‌دهد.

ایمن شدن از یک ابرنواختر با فاصله بیشتر حاصل می‌شود. پرتوهای گاما و پرتوهای کیهانی زمانی که از یک ابرنواختر ساطع می‌شوند در همه جهات پخش می‌شوند، بنابراین کسری از تشعشعات که به زمین می‌رسد کاهش می‌یابد. برای مثال، دو ابرنواختر یکسان را تصور کنید که یکی ۱۰ برابر از دیگری به زمین نزدیکتر است. زمین تشعشعاتی را از رویداد نزدیک‌تر دریافت می‌کند که حدود صد برابر قوی‌تر است.

یک ابرنواختر در فاصله ۳۰ سال نوری فاجعه‌بار خواهد بود، لایه اوزون را به شدت تخریب می‌کند، زنجیره غذایی دریایی را مختل می‌کند و احتمالا باعث انقراض دسته جمعی می‌شود.

برخی از ستاره شناسان گمان می‌کنند که ابرنواخترهای نزدیک ۳۶۰ تا ۳۷۵ میلیون سال پیش باعث ایجاد مجموعه‌ای از انقراض‌های دسته جمعی شده‌اند. خوشبختانه، این رویدادها فقط هر چند صد میلیون سال اتفاق می‌افتند.

وقتی ستاره‌های نوترونی با هم برخورد می‌کنند

ابرنواخترها تنها رویدادهایی نیستند که پرتوهای گاما ساطع می‌کنند. برخورد ستاره‌های نوترونی باعث ایجاد پدیده‌های پر انرژی از پرتوهای گاما تا امواج گرانشی می‌شود.

ستاره‌های نوترونی که پس از یک انفجار ابرنواختر رها شده‌اند، توپ‌هایی از ماده به‌اندازه یک شهر با چگالی یک هسته اتمی هستند که بنابراین ۳۰۰ تریلیون برابر خورشید چگالی دارند. این برخوردها باعث ایجاد بسیاری از طلاها و فلزات گرانبها روی زمین می‌شود. فشار شدید ناشی از برخورد دو جسم فوق متراکم، عناصر سنگین‌تری مانند طلا و پلاتین را ایجاد می‌کند.

برخورد ستاره نوترونی باعث ایجاد انفجار شدید پرتوهای گاما می‌شود

اگر زمین در خط آتش انفجار پرتو گاما در فاصله ۱۰ هزار سال نوری یا ۱۰ درصد از قطر کهکشان قرار گرفته باشد، این انفجار به لایه اوزون آسیب جدی می‌رساند. همچنین به دی‌ان‌ای درون سلول‌های موجودات آسیب می‌رساند، در سطحی که می‌تواند بسیاری از اشکال ساده حیات مانند باکتری‌ها را از بین ببرد.

اما ستاره‌های نوترونی معمولا به صورت جفت تشکیل نمی‌شوند، بنابراین تقریبا هر ۱۰ هزار سال یک بار در کهکشان راه شیری یک برخورد وجود دارد. آنها ۱۰۰ برابر نادرتر از انفجارهای ابرنواختری هستند. در سراسر جهان، هر چند دقیقه یک بار یک ستاره نوترونی برخورد می‌کند.

انفجارهای پرتو گاما ممکن است تهدیدی قریب الوقوع برای حیات روی زمین نباشد، اما در مقیاس‌های زمانی بسیار طولانی، انفجارها ناگزیر به زمین برخورد خواهند کرد. احتمال انفجار پرتو گاما باعث انقراض دسته جمعی ۵۰ درصدی در ۵۰۰ میلیون سال گذشته و ۹۰ درصدی در چهار میلیارد سال از زمان وجود حیات بر روی زمین است.

کاملا محتمل است که یک انفجار پرتو گاما باعث یکی از پنج انقراض دسته جمعی در ۵۰۰ میلیون سال گذشته شده باشد. ستاره شناسان استدلال کرده‌اند که انفجار پرتو گاما باعث اولین انقراض دسته جمعی در ۴۴۰ میلیون سال پیش شد، زمانی که ۶۰ درصد از تمام موجودات دریایی ناپدید شدند.