ТехнологииИсточник29 нояб.

Какие годичные кольца могут рассказать нам о зрелищной гибели звезд

nk_hauz/-mnkihrce-8afrw2oebl.jpg

Гибель звезды - одно из самых ярких событий во Вселенной. Спустя миллионы, а часто и миллиарды лет запасы топлива у звезды заканчиваются. Без ядерного огня, поддерживающего его, звезда схлопывается сама по себе, сжимая и нагревая оставшийся газ до тех пор, пока давление не станет настолько высоким, что остатки звезды унесутся в космос в результате впечатляющего взрыва, называемого сверхновой. Взрыв настолько силен, что современные телескопы могут видеть его на расстоянии половины вселенной.

Если сверхновая - это такой мощный взрыв, осторожный человек может задаться вопросом: «Что случилось бы с Землей, если бы это случилось с ближайшей звездой?» Статья, опубликованная в ноябре в Международном журнале астробиологии, может дать ответ. Геофизик Роберт Бракенридж, исследователь из Университета Колорадо в Боулдере, утверждает, что он обнаружил на Земле, свидетельства существования близлежащих сверхновых.

Каждый год деревья вдали от экватора растут в умеренные месяцы и переходят в состояние покоя зимой. Этот образец роста и сна образует кольцо в древесине, которое легко увидеть, когда дерево срублено. Кольца у поверхности дерева самые новые, а кольца у центра - самые старые. Исследователи могут посчитать кольца и определить возраст дерева. Еще полезно то, что археологи могут использовать узор из древесных колец, чтобы определить дату их постройки.

Брэкенридж использовал эти знания, чтобы предсказать, что может случиться с кольцами деревьев при появлении сверхновых. Он рассудил, что ближайшая сверхновая звезда испускает огромное количество так называемого гамма-излучения, которое по сути представляет собой сверхмощный свет с частотой, выходящей за пределы диапазона человеческого зрения.

Атмосфера Земли непрозрачна для гамма-лучей, поглощая их, вместо того, чтобы позволить им пройти на поверхность Земли. Хотя они не представляют для нас прямой опасности, они могут оказывать косвенное влияние на жизнь, изменяя химический состав атмосферы.

Гамма-лучи могут повредить атмосферные газы, такие как кислород, азот и углекислый газ, которыми мы дышим. Бракенриджа интересует именно влияние этих лучей на углерод.

Углерод - это атом, который является основой жизни. Это бывает во многих формах. Наиболее распространен углерод-12; однако есть другая форма, углерод-14, которая является радиоактивной.

Углерод-14 образуется в верхних слоях атмосферы Земли под действием солнечного излучения. Это очень редко - около одной части на триллион по сравнению с углеродом-12, но он смешивается с более распространенной формой углерода и поглощается растениями. Затем животные поедают эти растения, и таким образом, все формы жизни представляют собой смесь обоих типов углерода. Пропорции у живых существ примерно постоянны во времени.

Когда растение или животное умирают, они перестают принимать все формы углерода. Поскольку углерод-14 радиоактивен, он распадается (хотя и медленно), а углерод-12 - нет. Поэтому ученые могут использовать соотношение углерода-12 к углероду-14, чтобы точно определить, как давно умерло растение или животное.

Брэкенридж предположил, что ближайшая сверхновая звезда испускает гамма-лучи, которые производят больше углерода-14 в атмосфере. Этот углерод-14 будет поглощен деревьями, в результате чего кольца на несколько лет станут более радиоактивными, чем обычно. Таким образом, он утверждал, что если он посмотрел исторические данные о годовых кольцах деревьев и обнаружил более высокую радиоактивность в нескольких соседних кольцах, это могло быть связано с гибелью близлежащих звезд.

Чтобы проверить эту теорию, он посмотрел на 18 сверхновых, которые были идентифицированы в пределах примерно 5000 световых лет и датированы астрономами. (Астрономы десятилетиями идентифицировали сверхновые, наблюдая планетарные туманности, которые представляют собой горячий газ, уносимый в космос при взрыве звезды). Когда Брэкенридж сравнил даты появления сверхновых с радиоактивностью годичных колец, он обнаружил восемь совпадений. Он предположил, что увеличение радиоактивности было вызвано сверхновыми.

Ближайшая сверхновая была расположена примерно в 815 световых годах от нас в созвездии Вела. Она взорвалась около 13 000 лет назад, что соответствует увеличению содержания углерода-14 на 3%. Чтобы дать некоторый контекст, период испытаний атмосферной ядерной бомбы в 1960-х годах почти удвоил концентрацию углерода-14 на Земле с относительно умеренным воздействием на здоровье человека. Таким образом, увеличение из-за близлежащих сверхновых звезд невелико.

Несомненно, найдутся исследователи, которые не согласятся с утверждением Бракенриджа о том, что повышенная радиоактивность в кольцах деревьев происходит из-за сверхновых. Во-первых, периоды более высоких солнечных вспышек могут также влиять на уровень углерода-14. С другой стороны, нелегко точно датировать сверхновые без исторических записей. Однако Бракенридж по-прежнему убежден, что объяснение сверхновой вполне правдоподобно.

Итак, вероятно ли, что мы скоро увидим ближайшую сверхновую? Ближайшая звезда, которая может со временем превратиться в сверхновую, называется IK Pegasi. Он находится всего в 150 световых годах от нас. Однако пройдет очень много времени, прежде чем он взорвется и удалится от Земли.

Но есть звезда, которая показывает признаки нестабильности, предшествующей сверхновой. Эта звезда называется Бетельгейзе и находится на расстоянии около 640 световых лет от Земли. Это ярко-красная звезда, образующая плечо созвездия Ориона. Астрономы предсказывают, что он взорвется «скоро», что означает «скоро» в течение ближайших 100 000 лет. Она может стать сверхновой в человеческом масштабе времени через несколько поколений, но, вероятно, этого не произойдет.

Если Бетельгейзе станет сверхновой, жизнь не пострадает, но мы это заметим. Астрономы предсказывают, что она будет такой же яркой, как полумесяц, в течение более трех месяцев и будет видна невооруженным глазом в течение дня около года. Небесные наблюдатели видели его сияние ночью в течение нескольких лет. Хотя Бетельгейзе для нас не опасна, из нее получится зрелищное световое шоу.

И, если Брэкенридж прав, будущие астрономы могут переключить свое внимание с неба на леса.