Θα μπορούσε ποτέ μία σουπερνόβα να καταστρέψει τη Γη;

Μια απεικόνιση ενός σουπερνόβα- Υπερκαινοφανή αστέρα που καταστρέφει έναν κοντινό βραχώδη πλανήτη. (Από: Mark Garlick/Science Photo Library μέσω Getty Images).

Όταν τα αστέρια εκρήγνυνται ως σουπερνόβα, μπορούν να προκαλέσουν σοβαρή κοσμική σφαγή. Κινδυνεύει η Γη από κάποιο κοντινό αστέρι;

Όταν το λαμπερό αστέρι Betelgeuse εκραγεί, θα είναι ένα εντυπωσιακό θέαμα. Η αστρική έκρηξη, γνωστή ως σουπερνόβα, θα είναι φωτεινότερη από οποιονδήποτε πλανήτη και σχεδόν τόσο φωτεινή όσο η πανσέληνος. Θα είναι ορατό κατά τη διάρκεια της ημέρας και θα μπορούσατε να διαβάσετε ένα βιβλίο στο φως του τα μεσάνυχτα. Θα διαρκέσει μερικούς μήνες πριν εξαφανιστεί, όπως κάνουν όλοι οι σουπερνόβα. Αλλά δεν θα είναι επικίνδυνο. Για αυτό, θα έπρεπε να είναι πολύ, πολύ πιο κοντά. 

Το Betelgeuse βρίσκεται περίπου 650 έτη φωτός μακριά. Υπάρχουν λοιπόν αστέρια που αποτελούν απειλή για εμάς; Για να εκτιμήσουμε πόσο κοντά θα πρέπει να είναι ένα σουπερνόβα για να προκαλέσει σοβαρή ζημιά στη Γη, πρέπει να εξετάσουμε τις καταστροφικές ικανότητες ενός σουπερνόβα.

Μια νέα μελέτη που χρησιμοποιεί το Παρατηρητήριο ακτίνων Χ Chandra της NASA και άλλα τηλεσκόπια ακτίνων Χ αποκάλυψε ότι «ένα αστέρι που έχει εκραγεί μπορεί να εγκυμονεί περισσότερους κινδύνους για τους κοντινούς πλανήτες από ό,τι πιστεύαμε προηγουμένως».  Από NASA/CXC/A. Hobart.

Πρώτον, υπάρχει το ωστικό κύμα από την ίδια την έκρηξη. Αλλά πιστέψτε με: Εάν είστε αρκετά κοντά σε ένα σουπερνόβα ώστε να ανησυχείτε για το ωστικό κύμα, τότε είστε αρκετά κοντά στο αστέρι πριν από τη σουπερνόβα ώστε να έχετε ήδη λάβει μια θανατηφόρα δόση ακτινοβολίας και πραγματικά θα έπρεπε να είχατε απομακρυνθεί πριν από πολύ καιρό. Στη συνέχεια, υπάρχει ορατό φως. Αν και μπορεί να είναι εντυπωσιακό και να οδηγήσει σε τύφλωση, δεν θα αποτελέσει παράγοντα βλάβης στον πλανήτη μας.

 Μιλώντας για την παραγωγή ενέργειας, η συντριπτική πλειονότητα της ενέργειας που εκπέμπεται από ένα σουπερνόβα έχει τη μορφή νετρίνων, σωματιδίων φαντασμάτων που σχεδόν ποτέ δεν αλληλεπιδρούν με την ύλη. Στην πραγματικότητα, υπάρχουν τρισεκατομμύρια νετρίνα που περνούν από το σώμα σας αυτή τη στιγμή, και στοιχηματίζω ότι δεν τα προσέξατε καν. Έτσι, ακόμα και αν είχατε στο πρόσωπό σας νετρίνα μιας σουπερνόβας, δεν θα σας ενοχλούσε. Τι γίνεται όμως με άλλα μήκη κύματος φωτός, όπως οι ακτίνες Χ και οι ακτίνες γάμμα; 

Τα καλά νέα είναι ότι τα σουπερνόβα τείνουν να μην παράγουν άφθονες ποσότητες ακτινοβολίας υψηλής ενέργειας. Αλλά τα κακά νέα είναι ότι αυτό είναι μόνο με σχετική έννοια. Σε οποιαδήποτε λογική απόλυτη κλίμακα - όπως ακριβώς πόσες ακτίνες γάμμα πρόκειται να περάσουν από την ατμόσφαιρα - εξακολουθεί να είναι ένας τόνος ακτινοβολίας υψηλής ενέργειας.

Και τέλος, υπάρχουν κοσμικές ακτίνες, σωματίδια που επιταχύνονται σχεδόν με την ταχύτητα του φωτός. Τα σουπερνόβα είναι ικανά να παράγουν άφθονες ποσότητες κοσμικών ακτίνων, οι οποίες μπορούν να προκαλέσουν κάποια σοβαρή ζημιά.

Ένα κινούμενο σχέδιο δείχνει ένα σουπερνόβα κατάρρευσης του πυρήνα που δημιουργεί είτε ένα αστέρι νετρονίων είτε μια μαύρη τρύπα. (Από: INAF/Maurice HPM van Putten et al., ApJL, 2024).

Ακτίνα έκρηξης

 Τι κάνει λοιπόν όλες αυτές τις ακτίνες Χ, τις ακτίνες γάμμα και τις κοσμικές ακτίνες τόσο επιβλαβείς για τη Γη; 

Αυτές οι μορφές ακτινοβολίας περιέχουν αρκετή ενεργητική διάτρηση που μπορούν να διαλύσουν το μοριακό άζωτο και το οξυγόνο. Αυτά τα στοιχεία στην ατμόσφαιρα της Γης προτιμούν να επιπλέουν ως μόρια. Αλλά μόλις διασπαστούν, ανασυνδυάζονται με ενδιαφέροντες και συναρπαστικούς τρόπους - για παράδειγμα, παράγουν διάφορα οξείδια του αζώτου, συμπεριλαμβανομένου του υποξειδίου του αζώτου, γνωστό και ως αέριο γέλιου - που οδηγεί σε εξάντληση της στιβάδας του όζοντος. 

Χωρίς στρώμα όζοντος, η Γη είναι ευάλωτη στην υπεριώδη ακτινοβολία από τον ήλιο. Αυτό δεν σημαίνει απλώς γρηγορότερο μαύρισμα, γρηγορότερα εγκαύματα και υψηλότερα ποσοστά καρκίνου του δέρματος. Οι φωτοσυνθετικοί μικροοργανισμοί, όπως τα φύκια, γίνονται ευάλωτοι. Στην ουσία μαγειρεύονται και πεθαίνουν. Και επειδή αποτελούν το βασικό στρώμα της τροφικής αλυσίδας, ολόκληρο το οικοσύστημα καταρρέει και υπάρχει μαζική εξαφάνιση. 

Για τα σουπερνόβα που τείνουν να συμβαίνουν στον γαλαξία μας, ένα ετοιμοθάνατο αστέρι θα πρέπει να βρίσκεται σε απόσταση περίπου 25 έως 30 ετών φωτός από τη Γη για να αφαιρέσει τουλάχιστον το μισό στρώμα του όζοντος, κάτι που θα ήταν αρκετό για να προκαλέσει όλα τα προαναφερθέντα κακά πράγματα. Και εδώ είναι μερικά καλά νέα που θα σας βοηθήσουν να κοιμηθείτε τη νύχτα: Δεν υπάρχουν γνωστοί υποψήφιοι σουπερνόβα σε απόσταση 30 ετών φωτός από τη Γη. 

Η πλησιέστερη υποψήφια, η Spica, βρίσκεται περίπου 250 έτη φωτός μακριά, και δεν υπάρχουν αστέρια που θα γίνουν υποψήφιοι σουπερνόβα και θα πλησιάσουν σε απόσταση 30 ετών φωτός από τη Γη στη διάρκεια της ζωής τους. Άρα είμαστε ασφαλείς από αυτή την άποψη, τουλάχιστον προς το παρόν.

 Με μεγαλύτερα χρονικά διαστήματα, ωστόσο, τα πράγματα αρχίζουν να γίνονται πιο ενδιαφέροντα, όπως τείνουν να κάνουν με οντότητες που θέτουν υπαρξιακούς κινδύνους για ολόκληρες βιόσφαιρες. Ένα από τα διασκεδαστικά πράγματα είναι ότι το ηλιακό μας σύστημα μόλις τώρα εισέρχεται στον σπειροειδή βραχίονα του Ωρίωνα του Γαλαξία μας και οι σπειροειδείς βραχίονες είναι γνωστοί για τον προηγμένο ρυθμό σχηματισμού άστρων (εξ ου και γιατί τείνουν να ξεχωρίζουν στις εικόνες). Όμως, υψηλότερα ποσοστά σχηματισμού άστρων σημαίνουν υψηλότερα ποσοστά θανάτων αστεριών - που σημαίνει μεγαλύτερη από τη μέση πιθανότητα να πλησιάσουμε πολύ κοντά για άνεση στα 10 εκατομμύρια χρόνια που θα μας πάρει για να σταυρώσουμε το χέρι. 

Μόλις λάβετε υπόψη όλους αυτούς τους παράγοντες, καταλήγετε σε εκτιμήσεις για μια δυνητικά θανατηφόρα συνάντηση σουπερνόβα μερικές φορές κάθε δισεκατομμύριο χρόνια. Στην πραγματικότητα, ορισμένοι αστρονόμοι πιστεύουν ότι ένας κοντινός σουπερνόβα προκάλεσε μια μαζική εξαφάνιση πριν από 360 εκατομμύρια χρόνια, η οποία σκότωσε το 75% όλων των ειδών.

Άποψη ενός σουπερνόβα με βαρυτικό φακό που φαίνεται από το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb. (Εικόνα: NASA, ESA, CSA, STScI, B. Frye (Πανεπιστήμιο της Αριζόνα), R. Windhorst (Αριζόνα State University), S. Cohen (Arizona State University), J. D'Silva (Πανεπιστήμιο Δυτικής Αυστραλίας, Perth), A. Koekemoer (Space Telescope Science Institute), J. Summers (Arizona State University).

Μην κοιμάστε σε αυτό 

Αλλά υπάρχει μια μικρή προειδοποίηση: Αυτή η ανάλυση ισχύει μόνο για τυπικούς, ανεπανόρθωτους σουπερνόβα. Υπάρχει επίσης μια ειδική περίπτωση όπου το ετοιμοθάνατο αστέρι περιβάλλεται από ένα παχύ στρώμα σκόνης. Όταν το ωστικό κύμα σουπερνόβα χτυπά αυτή τη σκόνη, απελευθερώνει μια πλημμύρα ακτίνων Χ, ακολουθούμενη από μια έκρηξη κοσμικών ακτίνων αιώνες αργότερα. 

Είναι ένα δυσάρεστο συμβάν: Οι ακτίνες Χ μπορούν να ταξιδέψουν πάνω από 150 έτη φωτός, αποδυναμώνοντας μια πλανητική ατμόσφαιρα, και στη συνέχεια μερικές εκατοντάδες χρόνια αργότερα, οι κοσμικές ακτίνες τελειώνουν τη δουλειά. 

Και μετά υπάρχουν οι σουπερνόβα τύπου  «Type Ia supernovas» οι οποίες ενεργοποιούνται όταν οι λευκοί νάνοι - τα υπερπυκνά υπολείμματα αστεριών χαμηλής ή μέσης μάζας όπως ο ήλιος - συσσωρεύουν υλικό από έναν σύντροφο που βρίσκεται σε τροχιά. Αλλά οι λευκοί νάνοι είναι γενικά μικροί και αμυδροί - επομένως είναι πολύ πιο δύσκολο να εντοπιστούν και η τελική τους εξέλιξη προς έναν σουπερνόβα είναι πολύ πιο τυχαία. 

Τη μια μέρα, απλώς κάνουν παρέα και την άλλη, μετατρέπονται σε πυρηνική κόλαση. Ευτυχώς, ο πλησιέστερος υποψήφιος είναι ο δυαδικός λευκός νάνος IK Pegasi, ο οποίος κάθεται με ασφάλεια περίπου 150 έτη φωτός μακριά. Προτού να εφησυχάσεις, όμως, θα πρέπει να ξέρεις για τις εκρήξεις ακτίνων γάμμα, που προκύπτουν από συγχωνεύσεις άστρων νετρονίων και υπερκαινοφανείς. Είναι πολύ πιο επικίνδυνες επειδή είναι απίστευτα ισχυρές και οι εκρηκτικές τους ενέργειες εστιάζονται σε στενές ακτίνες που μπορούν να τρυπήσουν πάνω από 10.000 έτη φωτός μέσω ενός γαλαξία. Επειδή οι εκρήξεις ακτίνων γάμμα είναι πολύ πιο απομακρυσμένες από τα σουπερνόβα, είναι πιο δύσκολο να προβλεφθούν και να προγραμματιστούν. Κοιμηθείτε ήσυχα!

Paul M. Sutter/ livescience

https://www.livescience.com/space/astronomy/could-a-supernova-ever-destroy-earth