新发现的超新星种类能撕裂开一颗行星的大气层

By Paul Sutter

2023/1/1

Science & Astronomy

艺术家的一颗系外行星的描画。. (Image credit: titoOnz via Getty Images)

超新星是糟糕消息。它们能破坏生物圈并用致命的辐射洪水行星。而现在，一项最近的研究已经增加了一个新的潜在威胁：一种在最初爆炸后能破坏一颗行星的臭氧层的特殊类型超新星。

当巨星在叫超新星的大爆炸中死亡时，它们暂时的变成宇宙中一些最明亮的天体。一颗单一的超新星能外照数千亿颗恒星结合起来的光。

为了给你一些观点，附近的恒星参宿四现在任何日子都会爆炸。（这是一个天文数字的“任何一天”意味着未来几百万年内的某个时间）。即便这颗恒星距离我们600多光年远，但当它成超新星时它将是我们天空中最亮的天体，仅次于太阳。

     参宿四将在白天期间可见，比一个满月更亮。在几周内，在爆炸的高峰期它将如此明亮以至于它将在半夜中投下阴影。

尽管令人恐惧的亮度，但一颗超新星的可见光部分仅代表所有能量输出的一个微小部分。此外，虽然大量的可见光可能造成失明，但它没有很多其他严重的效应。更令人担忧的是与超新星相关的通常以X射线和伽马射线形式的高能辐射，。

X射线规格

高能辐射能催化氧气，剥掉地球的保护性臭氧层。没有臭氧层，我们星球表面上的生命将遭受来自太阳的紫外线辐射的全面轰炸，这可能导致一个灭绝事件。

辐射轰击发生在一颗超新星的最初几秒钟内，但一个甚至更大的威胁随后而来。宇宙射线是被加速到接近光速的亚原子粒子，最终在数百年或数千年后爆发出漩涡。它们随它们携带一个超新星总能量的庄重的分数，它们还能剥离臭氧层并将一颗行星的表面浸泡在致命的辐射中。

这种事件可能已经在过去发生过。月球的表土和深海核的分析揭示实在的量的铁-60，铁-60是一种仅在超新星中产生的铁的放射性同位素。铁-60的存在暗示地球在最近几百万年前被超新星甩射物击中。

基于被伽马射线和宇宙射线摆出的威胁，天文学家已经得出我们是相对的安全的结论，附近没有能对地球上的生命摆出一个威胁的超新星候选。

但天文学家已经发现了一种新的潜在危险，他们在十月份发布在预印本数据库arXiv上的一篇论文中描述了这个：某一类超新星能释放出一种额外的、长距离的致命辐射形式，对地球一样行星摆出一个严重危险。

当一颗接近它的生命尽头的恒星被一个厚厚的物质盘包围时这种特殊的超新星发生。在最初的超新星爆炸后，一个冲击波形成并撞进那个盘。冲击波将盘加热到令人难以置信的高温，这造成圆盘来发射高量的X射线辐射。

这种辐射能带走大量的能量并旅行极长的距离。在最近的研究中，天文学家发现了最亮的X射线超新星能压倒一颗行星的臭氧层，耗尽它多达50%，这足以来引发一个灭绝事件，向外到一个令人难以置信的150光年的距离。

缩小的星系宜居带

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这些种类的超新星会创造一个致命的一两拳。在最初的爆发几个月或几年后，一颗脆弱的行星将被X射线击倒。然后，数百或数千年后宇宙射线会到来，在生物圈有一个恢复和补充它的保护层机会之前完成这项工作。

值得庆幸的是地球仍然安全的，因为我们知道附近没有候选的X射线超新星。但这项新研究进一步在星系宜居带上放上限制，在每个能支持生命星系的区域。在一个星系的最外层，恒星形成是太低不能为岩石行星建立起必要的成分。但在那里恒星以疯狂的速度生存和死亡的密集核也是致命的，因为频繁的超新星会用辐射洪水它们的周围。

这项新研究表明星系宜居带的内边缘可能的比我们之前假设的离星系核更远。然而，尽管在这里和那里被击中，但地球是整个银河系的最安全的社区之一。