Обнаружена новая звездная опасность для планет

Астрономы обнаружили новую угрозу для жизни на подобных Земле планетах: длительную фазу после взрыва сверхновых, во время которой их интенсивное рентгеновское излучение может влиять на планеты, расположенные на расстоянии более 100 световых лет.

Полученный результат имеет значение для изучения экзопланет и их жизнепригодности, рассказывают в НАСА.

Эта новообнаруженная угроза возникает в результате удара взрывной волны сверхновой о плотный газ, который окружает взорвавшуюся звезду (в правом верхнем углу рисунка). Во время такого удара может возникнуть большая доза рентгеновского излучения, которая достигает землеподобной планеты (показана слева внизу, освещена звездой-хозяином справа) через несколько месяцев или лет после взрыва и может длиться десятилетиями. Такое интенсивное облучение может привести к вымиранию на планете.

Новое исследование, в котором сообщается об этой угрозе, основывается на рентгеновских наблюдениях 31 сверхновой и их последствий - в основном с помощью рентгеновской обсерватории Chandra, миссий Swift и NuSTAR от НАСА, а также XMM-Newton Европейского космического агентства - и показывает, что планеты могут испытывать смертельные дозы радиации, находясь на расстоянии около 160 световых лет.

Четыре сверхновые в исследовании (SN 1979C, SN 1987A, SN 2010jl и SN 1994I). Credits: NASA/CXC/Univ. of Illinois/I. Brunton et al.

Статья, описывающая полученные результаты, опубликована в выпуске журнала The Astrophysical Journal от 20 апреля 2023 года.

Как рассказывается в работе, ранее внимание исследователей было сосредоточено в основном на повреждении атмосферы, связанном с быстрым приходом ионизирующих фотонов в течение нескольких дней или месяцев после начальной вспышки, и высокоэнергетических космических лучей, которые приходят через тысячи лет после взрыва.

"В этом исследовании мы обращаем внимание на постоянное рентгеновское излучение, возникающее в некоторых сверхновых, которые взаимодействуют с плотной околозвездной средой и наблюдаются через месяцы и/или годы после начальной вспышки. Устойчивая высокая рентгеновская светимость приводит к большим дозам ионизирующего излучения на огромные расстояния", - сказано в опубликованной статье.

Если поток рентгеновских лучей пронесется над недалеко расположенной планетой, излучение может серьезно изменить химический состав ее атмосферы. Для планеты, похожей на Землю, этот процесс может привести к уничтожению значительной части озона, который в конечном итоге защищает жизнь от опасного ультрафиолетового излучения звезды-хозяина. Это также может привести к гибели широкого спектра организмов, особенно морских, которые находятся в основе пищевой цепи, что приведет к вымиранию на планете.

После многих лет смертельного рентгеновского облучения от взаимодействия сверхновой и воздействия ультрафиолетового излучения звезды-хозяина землеподобной планеты может образоваться большое количество двуокиси азота, что приведет к образованию коричневой дымки в атмосфере, как показано на рисунке ниже. Также может произойти "деозеленение" суши из-за повреждения растений.

На отдельном рисунке (панель №1) изображена та самая планета, похожая на Землю, на которой была жизнь во время недалекой сверхновой, за много лет до того, как большинство рентгеновского воздействия стало ощутимым (панель №2):

Credits: NASA/CXC/M. Weiss

Среди четырех сверхновых, представленных в наборе изображений, SN 2010jl произвела наибольшее количество рентгеновского излучения. По оценкам авторов, она дала смертельную дозу рентгеновского излучения для планет земного типа, находящихся на расстоянии менее 100 световых лет.

Существуют убедительные доказательства - в частности, обнаружение в разных точках земного шара радиоактивного типа железа - того, что сверхновые произошли вблизи Земли в период от 2 до 8 миллионов лет назад. По оценкам исследователей, эти сверхновые находились на расстоянии от 65 до 500 световых лет от Земли.

Хотя Земля и Солнечная система сейчас находятся в безопасном пространстве с точки зрения потенциальных взрывов сверхновых, многие другие планеты в Млечном Пути не находятся в таком положении. Эти высокоэнергетические события приведут к эффективному сокращению областей в галактике Млечный Путь, известных как Галактическая зона обитаемости, где условия были бы благоприятны для жизни, какой мы её знаем.

Поскольку рентгеновских наблюдений за сверхновыми мало, особенно за теми, которые сильно взаимодействуют с окружающей средой, авторы настоятельно рекомендуют проводить дальнейшие наблюдения за взаимодействием сверхновых в течение месяцев и лет после взрыва.

! Читайте еще интересные новости о космосе на сайте или следите за ними на Facebook.