Сможет ли атмосфера Земли выдержать удар сверхновой? Ответ учёных

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com

Взрывы сверхновых — одни из самых грандиозных катаклизмов во Вселенной, способные в одно мгновение высвободить энергию, сравнимую с излучением звезды за всю её жизнь. Эти космические огненные бури, безусловно, представляют угрозу для жизни, стирая с лица планет целые биосферы. Но насколько мы, жители Земли, защищены от этой угрозы? Не станет ли наша атмосфера, этот кажущийся таким надёжным щитом, хрупкой пеленой перед лицом космического огня?

Долгое время считалось, что Земля, находясь в относительно спокойном уголке галактики, защищена от подобных катаклизмов. Однако последние исследования показали, что наше космическое соседство не так уж и безмятежно. Мы находимся внутри Местного пузыря — области разреженного газа, возникшей в результате серии взрывов сверхновых миллионы лет назад. И хотя эти взрывы не уничтожили жизнь на Земле, они заставляют задуматься о том, насколько губительными могут быть последствия подобных событий в будущем.

В новом исследовании, опубликованном в журнале Communications Earth & Environment, учёные попытались ответить на этот вопрос, используя передовые компьютерные модели. Они смоделировали взаимодействие атмосферы Земли с мощным потоком излучения, которое испускает сверхновая, и пришли к неожиданным выводам.

Атмосфера Земли защищает её от взрыва Сверхновой, иллюстрация
Атмосфера Земли защищает её от взрыва Сверхновой, иллюстрация
Автор: Designer

Оказалось, что наш главный защитник — озоновый слой, который оберегает нас от губительного ультрафиолета, — гораздо устойчивее, чем считалось ранее. Даже при стократном увеличении уровня радиации, что эквивалентно взрыву сверхновой на расстоянии около 300 световых лет, потери озона составят всего около 10%. Это, конечно, заметное снижение, сравнимое с влиянием антропогенного загрязнения, но катастрофических последствий для биосферы не предвидится.

Потенциальные атмосферные и климатические последствия близкой сверхновой.
Потенциальные атмосферные и климатические последствия близкой сверхновой.
Автор: Christoudias, T., Kirkby, J., Stolzenburg, D. et al. Earth's atmosphere protects the biosphere from nearby supernovae. Commun Earth Environ 5, 326 (2024). https://doi.org/10.1038/s43247-024-01490-9 CC-BY 4.0 Источник: www.nature.com

Удивительно, но в некоторых регионах планеты, например, на полюсах, ионизирующее излучение сверхновой может даже способствовать образованию озона.

Конечно, моделирование — это лишь приближение к реальности. Учёные признают, что не учитывали ряд факторов, например, прямое воздействие радиации на живые организмы.

Вверху: относительное изменение (a) NOx (NO + NO2), (b) HOx (OH + HO2) и (c) O3. Пунктирная линия показывает среднюю высоту тропопаузы. Внизу: коэффициент относительного увеличения (d) бисульфат-ионов (HSO4), (e) скорости образования новых частиц (>1,7 нм) и (f) общей концентрации аэрозолей в результате 100-кратного увеличения интенсивности ГКЛ от близкой сверхновой.
Вверху: относительное изменение (a) NOx (NO + NO2), (b) HOx (OH + HO2) и (c) O3. Пунктирная линия показывает среднюю высоту тропопаузы. Внизу: коэффициент относительного увеличения (d) бисульфат-ионов (HSO4), (e) скорости образования новых частиц (>1,7 нм) и (f) общей концентрации аэрозолей в результате 100-кратного увеличения интенсивности ГКЛ от близкой сверхновой.
Автор: Christoudias, T., Kirkby, J., Stolzenburg, D. et al. Earth's atmosphere protects the biosphere from nearby supernovae. Commun Earth Environ 5, 326 (2024). https://doi.org/10.1038/s43247-024-01490-9 CC-BY 4.0 Источник: www.nature.com

Тем не менее, исследование вселяет осторожный оптимизм. Наша атмосфера, этот тонкий слой газа, окутывающий планету, оказывается на удивление живучей. Она способна выдержать даже такие жестокие испытания, как взрыв сверхновой, и сохранить жизнь на нашей планете.

Это ещё раз напоминает нам, насколько уникальна и ценна наша планета, и насколько важно беречь её хрупкую биосферу.

Процентное уменьшение столба атмосферного озона (цвет) при увеличении интенсивности ГКЛ в 100 раз по сравнению с номинальной в зависимости от широты и времени года. Черные контуры с численными значениями уровней контуров показывают среднегодовую толщину столба O3 в единицах Добсона (1 единица Добсона соответствует 2,7 × 1016 молекул см-2) для номинальной интенсивности ГКЛ: (a) Современный состав атмосферы, без антропогенных выбросов, вызывающих озоновые дыры. (b) Тест на чувствительность для атмосферы с 2% кислорода, аналогичной условиям на Земле в раннем кембрии - периоде, известном своим поразительным всплеском биоразнообразия и темпов эволюции. На рисунке показан важный экранирующий эффект геомагнитного поля, которое отклоняет значительную часть ГКЛ в низких широтах.
Процентное уменьшение столба атмосферного озона (цвет) при увеличении интенсивности ГКЛ в 100 раз по сравнению с номинальной в зависимости от широты и времени года. Черные контуры с численными значениями уровней контуров показывают среднегодовую толщину столба O3 в единицах Добсона (1 единица Добсона соответствует 2,7 x 1016 молекул см-2) для номинальной интенсивности ГКЛ: (a) Современный состав атмосферы, без антропогенных выбросов, вызывающих озоновые дыры. (b) Тест на чувствительность для атмосферы с 2% кислорода, аналогичной условиям на Земле в раннем кембрии — периоде, известном своим поразительным всплеском биоразнообразия и темпов эволюции. На рисунке показан важный экранирующий эффект геомагнитного поля, которое отклоняет значительную часть ГКЛ в низких широтах.
Автор: Christoudias, T., Kirkby, J., Stolzenburg, D. et al. Earth's atmosphere protects the biosphere from nearby supernovae. Commun Earth Environ 5, 326 (2024). https://doi.org/10.1038/s43247-024-01490-9 CC-BY 4.0 Источник: www.nature.com

Если атмосфера Земли — это такой эффективный щит, защищающий от сверхновых, то почему же ученые вообще обеспокоены их воздействием?

Хотя атмосфера действительно смягчает воздействие сверхновых, защищая нас от гамма-всплесков и частично от космических лучей, она не является абсолютным щитом. Достаточно близкий взрыв сверхновой может привести к значительному увеличению потока космических лучей, что окажет влияние на климат и может представлять опасность для живых организмов. Кроме того, не до конца изучены долгосрочные последствия даже незначительных изменений в атмосфере под воздействием сверхновых.

Если сверхновые взрываются регулярно, то почему мы не наблюдаем постоянных климатических колебаний?

Влияние отдельной сверхновой на климат Земли относительно невелико и непродолжительно. Кроме того, взрывы сверхновых — события довольно редкие в масштабах человеческой жизни. Климатическая система Земли подвержена множеству других, более мощных и постоянных факторов, которые «заглушают» кратковременные воздействия сверхновых.

3 комментария

Добавить комментарий

a
Насчет «антропогенного влияния на озоновый слой» лучше не говорить. Фирма Дюпон получила свои деньги от лицензирования «новых фреонов», реклама закончилась. А озоновые дыры как были в местах наименьшего человеческого влияния — так там и остались.
1
Так вроде бы даже кто-то там из ученых писал, что эти дыры не из-за людей сформировались.
1
Я точно знаю, что на людей постоянно влияют сверхновые. У всех крыша протекает постоянно. ;)
Но интересно другое, вот у нас всяческими осколками кораблей и спутников замусорено ближайшее к Земле космическое пространство. Не исключено, что этот космический мусор может положительно сказываться на защиту планеты и ее долбанутых жителей от угрозы энергии лопнувших звезд.
Только давайте не будем это проверять. Не хватало еще, что бы где-то близко взорвали очередную звезду. Я просто этого не переживу. Как собственно и все остальные.

Добавить комментарий

Сейчас на главной

Новости

Публикации

Почему барсук делит свою нору с лисицей, даже когда у обоих есть детёныши

Представьте старую барсучью нору с несколькими выходами. Из одного появляется барсук, а немного позже из соседнего выходит лисица. Причём оба животных здесь не случайные гости. Под землёй у каждого...

От The Beatles до Майкла Джексона: как киномагнитофон Nagra создавал историю музыки

Nagra знают в основном по кино и репортажам. Швейцарские портативные катушечные магнитофоны разработал польский инженер Стефан Кудельский, а само название по-польски означает «запишет». С конца...

Optonica SA-2121H: ресивер, где проще заменить транзисторы, чем один конденсатор

В 1975 году японская Sharp выделила звуковое направление в отдельное подразделение Optonica. Задумывали его как конкурента признанным производителям hi-fi аппаратуры, и линейка получилась широкая:...

Аккумуляторы из вторсырья превзошли новые заводские батареи: как модернизация катода и графита увеличила их ресурс в два раза

Литий-ионные аккумуляторы окружают нас повсюду: они питают смартфоны, ноутбуки, электроинструменты, системы хранения энергии и электромобили. У всех этих батарей есть общая проблема — со...

7300 лет назад супервулкан засыпал Японию пеплом. Почему одни племена вымерли, а другие пережили демографический скачок

Около 7300 лет назад в Восточно-Китайском море, всего в тридцати километрах к югу от японского острова Кюсю, проснулся подводный вулкан Кикай. Это извержение получило в науке двойное имя...