Вчені визначили можливі наслідки зіткнення нейтронних зірок, що відбувається поблизу Землі, і виявили, що ці так звані кілонови можуть бути справжніми вбивцями, які прирікають людство. Але не варто хвилюватися, зіткнення має бути дуже близьким, щоб завдати шкоди нашому світу. Проте ось що, ймовірно, станеться.
«Ми виявили, що якби злиття нейтронних зірок відбулося на відстані приблизно 36 світлових років від Землі, випромінювання, що виникає в результаті, могло б викликати подію рівня вимирання», – сказав керівник групи вчених Хейл Перкінс з Університету Іллінойсу. Дослідження було опубліковано у репозиторії документів з відкритим доступом arXiv.
Зіткнення нейтронних зірок, які створюють спалахи світла, звані кілоновими, вважаються найжорстокішими та найпотужнішими подіями у відомому Всесвіті. Можливо, це не дивно, враховуючи, що нейтронні зірки являють собою залишки мертвих зірок, що впали, і складаються з речовини настільки щільної, що чайна ложка однієї з них, доставлена на Землю, важитиме близько 10 мільйонів тонн. Це еквівалентно 350 Статуям Свободи, які балансують на ложці.
Ці злиття мертвих зірок не тільки створюють вибухи гамма-променів і потоки заряджених частинок, що рухаються зі швидкістю, близькою до світлової, відомі як космічні промені, але вони також створюють єдине відоме нам середовище, досить турбулентне, щоб створювати елементи важчі за свинець, такі як золото . та платина. Ці елементи навіть не можуть бути створені за неймовірних надвисоких температур і тисків, властивих надрам масивних зірок.
Крім того, злиття нейтронних зірок змушують саму тканину космосу «дзвеніти» брижами, які називають гравітаційними хвилями, які можна виявити тут, на Землі, навіть після подорожі на мільярди світлових років.
“Нейтронні зірки можуть існувати в подвійних системах, і коли вони зливаються, відбувається рідкісна, але вражаюча подія”, – сказав Перкінс.
Дослідження команди було засноване на спостереженнях за злиттям нейтронних зірок за гравітаційно-хвильовим сигналом GW 170817, зафіксованим лазерною інтерферометричною гравітаційно-хвильовою обсерваторією (LIGO) у 2017 році, та гамма-сплеском GRB 17081.
Це єдине злиття нейтронних зірок, що відбувається на відстані близько 130 мільйонів світлових років від нас, яке спостерігається в електромагнітному випромінюванні і чутне в гравітаційних хвилях, що робить його природним вибором для дослідження цих потужних подій.
Гамма-промені злиття нейтронних зірок, можливо, є найбільш очевидним загрозливим аспектом цих подій. Це тому, що цей тип випромінювання несе достатньо енергії, щоб відірвати електрони від атомів – процес, який називають іонізацією. І ці іонізуючі викиди радіації можуть легко зруйнувати озоновий шар Землі, внаслідок чого наша планета отримає смертельні дози ультрафіолетового випромінювання від Сонця.
Перкінс з колегами визначили, що гамма-промені, що походять від злиття нейтронних зірок — у вигляді двох вузьких струменів з обох боків злиття — значною мірою підсмажать будь-яку живу істоту, яка потрапить прямо на їхній шлях на відстані близько 297 світлових років. На щастя, однак, цей ефект має надзвичайно вузький діапазон. Інакше кажучи, справді знадобилося б «пряме влучення» літака, щоб викликати такі драматичні ефекти. Але є ще одна проблема.
Ці джети в цілому оточені гамма-випромінюванням, яке також вплинуло б на озоновий шар Землі, якби наша планета знаходилася на їхньому ширшому шляху — приблизно за 13 світлових років від них. Відновлення озонового ушкодження цього «позаосьового» гамма-кокона також триватиме 4 роки. Загалом, удар по кокону гамма-випромінювання залишить поверхню Землі схильною до шкідливого ультрафіолетового випромінювання майже на півдесятиліття.
Хоча гамма-ефекти від злиття нейтронних зірок щодо короткочасні, існує й інша форма іонізуючого випромінювання, яке викликають ці викиди, менш енергійне, але триваліше.
Коли струмені гамма-променів ударяються об газ і пил навколо зірок, які називаються міжзоряним середовищем, це створює потужне рентгенівське випромінювання, яке називається рентгенівським післясвіченням. За словами команди, таке рентгенівське випромінювання живе довше, ніж гамма-випромінювання, а також може іонізувати озоновий шар. Отже, це, можливо, є більш смертоносним. Проте, щоб ми могли турбуватися про свою долю, Земля має бути досить близько до цього посвячення — на відстані 16,3 світлових років, якщо бути точним.
І ми ще не дійшли до найгіршого.
Найбільш загрозливий ефект зіткнення нейтронної зірки, який виявила команда, походить від тих високоенергетичних заряджених частинок, або космічних променів, які поширюються від епіцентру події у формі міхура, що розширюється. Якби ці космічні промені вразили Землю, вони зруйнували б озоновий шар і зробили б планету вразливою впливу ультрафіолетових променів на період тисяч років.
Це можна було б кваліфікувати як подію рівня вимирання, і Земля могла б постраждати, навіть якби наша планета знаходилася на відстані близько 36 світлових років.
“Конкретна безпечна відстань і найбільш небезпечний компонент не визначені, оскільки багато ефектів залежать від таких властивостей, як кут спостереження за подією, енергія вибуху, маса викинутого матеріалу тощо”, – продовжив Перкінс . «З урахуванням комбінації параметрів, які ми вибираємо, здається, що космічні промені будуть найнебезпечнішими».
Перш ніж журитися про те, що кінець близький, варто зіставити апокаліптичну картину, намальовану впливом злиття нейтронних зірок, з деякими іншими факторами, що оточують ці події.
“Злиття нейтронних зірок відбуваються вкрай рідко, але досить потужно, і це, у поєднанні з відносно невеликим діапазоном летальності, означає, що вимирання, спричинене злиттям подвійних нейтронних зірок, не повинно турбувати людей на Землі”, – запевнив Перкінс.
