Виявлено нову зоряну небезпеку для планет

Астрономи виявили нову загрозу для життя на подібних до Землі планетах: тривалу фазу після вибуху наднових, під час якої їхнє інтенсивне рентгенівське випромінювання може впливати на планети, розташовані на відстані понад 100 світлових років.

Отриманий результат має значення для вивчення екзопланет та їхньої життєпридатності, розповідають в НАСА.

Ця нововиявлена загроза виникає внаслідок удару вибухової хвилі наднової об щільний газ, який оточує зірку, що вибухнула, (у правому верхньому куті малюнка). Під час такого удару може виникнути велика доза рентгенівського випромінювання, що досягає землеподібної планети (показана ліворуч унизу, освітлена зіркою-господарем праворуч) за кілька місяців або років після вибуху й може тривати десятиліттями. Таке інтенсивне опромінення може спричинити вимирання на планеті.

Нове дослідження, в якому повідомляється про цю загрозу, ґрунтується на рентгенівських спостереженнях 31 наднової та їхніх наслідків - здебільшого за допомогою рентгенівської обсерваторії Chandra, місій Swift і NuSTAR від НАСА, а також XMM-Newton Європейського космічного агентства - і показує, що планети можуть зазнавати смертельних доз радіації, перебуваючи на відстані близько 160 світлових років.

Чотири наднові в дослідженні (SN 1979C, SN 1987A, SN 2010jl і SN 1994I). Credits: NASA/CXC/Univ. of Illinois/I. Brunton et al.

Стаття, що описує отримані результати, опублікована у випуску журналу The Astrophysical Journal від 20 квітня 2023 року.

Як розповідається в роботі, раніше увага дослідників була зосереджена в основному на пошкодженні атмосфери, пов′язаному зі швидким приходом іонізуючих фотонів протягом декількох днів або місяців після початкового спалаху, і високоенергетичних космічних променів, які приходять через тисячі років після вибуху.

"У цьому дослідженні ми звертаємо увагу на постійне рентгенівське випромінювання, що виникає в деяких наднових, які взаємодіють зі щільним навколозоряним середовищем і спостерігаються через місяці та/або роки після початкового спалаху. Стійка висока рентгенівська світність призводить до великих доз іонізуючого випромінювання на величезні відстані", - сказано в опублікованій статті.

Якщо потік рентгенівських променів пронесеться над недалеко розташованою планетою, випромінювання може серйозно змінити хімічний склад її атмосфери. Для планети, схожої на Землю, цей процес може призвести до знищення значної частини озону, який в кінцевому підсумку захищає життя від небезпечного ультрафіолетового випромінювання зірки-господаря. Це також може призвести до загибелі широкого спектра організмів, особливо морських, які перебувають в основі харчового ланцюга, що призведе до вимирання на планеті.

Після багатьох років смертельного рентгенівського опромінення від взаємодії наднової та впливу ультрафіолетового випромінювання зірки-господаря землеподібної планети може утворитися велика кількість двоокису азоту, що призведе до утворення коричневого серпанку в атмосфері, як показано на малюнку нижче. Також може відбутися "деозеленення" суші через пошкодження рослин.

На окремому малюнку (панель №1) зображено ту саму планету, схожу на Землю, на якій було життя під час недалекої наднової, за багато років до того, як більшість рентгенівського впливу стала відчутною (панель №2):

Credits: NASA/CXC/M. Weiss

Серед чотирьох наднових, представлених у наборі зображень, SN 2010jl виробила найбільшу кількість рентгенівського випромінювання. За оцінками авторів, вона дала смертельну дозу рентгенівського випромінювання для планет земного типу, які перебувають на відстані менш як 100 світлових років.

Існують переконливі докази - зокрема, виявлення в різних точках земної кулі радіоактивного типу заліза - того, що наднові сталися поблизу Землі в період від 2 до 8 мільйонів років тому. За оцінками дослідників, ці наднові перебували на відстані від 65 до 500 світлових років від Землі.

Хоча Земля та Сонячна система нині перебувають у безпечному просторі з погляду потенційних вибухів наднових, багато інших планет у Чумацькому Шляху не перебувають у такому становищі. Ці високоенергетичні події призведуть до ефективного скорочення областей у галактиці Чумацький Шлях, відомих як Галактична зона населеності, де умови були б сприятливі для життя, яким ми його знаємо.

Оскільки рентгенівських спостережень за надновими мало, особливо за тими, які сильно взаємодіють з навколишнім середовищем, автори настійно рекомендують проводити подальші спостереження за взаємодією наднових протягом місяців і років після вибуху.

! Читайте ще цікаві новини про космос на сайті, або слідкуйте за ними на Facebook.