Ничто не может противостоять мощному взрыву сверхновой. Только расстояние может притупить их мощь, и это расстояние измеряется в световых годах. Новые исследования показывают, что два самых разрушительных массовых вымирания на Земле были вызваны взрывами сверхновых в пределах 65 световых лет от Земли.
Новое исследование будет опубликовано в ежемесячных уведомлениях Королевского астрономического общества. Ведущим автором является Алексис Кинтана, ранее работавший в Университете Киля, а сейчас работающий в Университете Аликанте.
Пара массовых вымираний, приписываемых взрывам SN, — это позднедевонское и позднеордовикское вымирания. Это два из пяти крупнейших массовых вымираний на Земле.
«Если бы массивная звезда взорвалась как сверхновая вблизи Земли, результаты были бы разрушительными для жизни на Земле. Это исследование предполагает, что это, возможно, уже произошло». — соавтор исследования Ник Райт из Университета Киля.
Позднедевонское вымирание произошло примерно между 372 и 359 миллионами лет назад и уничтожило от 70% до 80% морских видов. Это было не единое событие, а скорее последовательность небольших вымираний, которые разыгрывались в течение длительного периода времени. Точные временные рамки и последствия вымирания все еще собираются воедино. Ученые считают, что оно было связано с изменениями уровня океана и аноксией океана, вызванными похолоданием климата и подводными вулканами.
Поздний ордовик произошел примерно 445 миллионов лет назад, когда около 85% морских видов были уничтожены. Это произошло в два периода. В первом периоде Земля перешла от парникового климата к климату ледника. Во втором периоде океаны были сильно истощены кислородом.
Исследование не определяет конкретные сверхновые, стоящие за этими вымираниями. Остатки сверхновых существуют всего несколько сотен тысяч лет, прежде чем рассеиваются и сливаются с фоном. Вместо этого исследователи провели перепись предшественников сверхновых, называемых звездами OB. Звезды OB массивны и горячи и, как правило, заканчивают свою жизнь взрывами сверхновых.
Кратковременность остатков сверхновых означает, что отдельные исторические SN, возникшие сотни миллионов лет назад, не могут быть отслежены. В этом исследовании команда применила другой подход. Проводя перепись OB-звезд в пределах 1 килопарсека (3261,56 световых лет) от нашей Солнечной системы, исследователи надеялись построить понимание того, как формируются звездные скопления и галактики. В качестве побочного результата они рассчитали частоту взрывов SN.
Астрономы использовали спектральное распределение энергии (SED) популяций OB-звезд, чтобы определить их возраст. Они также использовали скорость звездообразования поверхностной плотности, чтобы понять, насколько эффективно регионы в галактике преобразуют свой газ и пыль в звезды.
«Мы охарактеризовали и картографировали 24 706 звезд O- и B-типа в пределах 1 кпк от Солнца», — пишут авторы в своей статье. Они также пишут, что «использовали наш список звезд OB, чтобы оценить… скорость локального коллапса ядра сверхновых ~15–30 за млн лет».
Этот рисунок из исследования показывает поверхностную плотность OB-звезд, подобранных SED, в галактических декартовых координатах. Черный круг показывает 24 706 звезд в пределах 1 кпк. Некоторые известные области звездообразования и комплексы помечены. Кредит изображения: Quintana et al. 2025.
Исходя из этого, они определили, что за столетие происходит 0,4–0,5 SN с коллапсом ядра, что немного ниже, чем показали предыдущие исследования. «Наши экстраполированные показатели ccSN в 0,4–0,5 за столетие заметно ниже большинства предыдущих оценок из-за сочетания меньшего размера нашего каталога OB и улучшенных моделей звездной эволюции», — объясняют авторы.
«Мы вычислили скорость коллапса ядра сверхновых около Земли в ~2,5 на Gyr, что подтверждает точку зрения, что взрывы сверхновых поблизости могли вызвать одно или несколько зарегистрированных событий массового вымирания на Земле», — пишут они. Они утверждают, что их скорость ccSN «соответствует скорости исторических событий массового вымирания на Земле, связанных с истощением озонового слоя и массовым оледенением».
«Взрывы сверхновых — одни из самых энергичных взрывов во Вселенной», — сказал соавтор исследования доктор Ник Райт из Университета Кила. «Если бы массивная звезда взорвалась как сверхновая вблизи Земли, результаты были бы разрушительными для жизни на Земле. Это исследование предполагает, что это, возможно, уже произошло».
В некоторых отношениях Вселенная действует как великий переработчик, и массивные взрывающиеся звезды являются его частью. Когда они взрываются, они выковывают элементы тяжелее водорода и гелия и распространяют их в космосе. Эти элементы имеют решающее значение для формирования каменистых планет и появления жизни. Мощные ударные волны от сверхновой также сжимают межзвездную среду и могут вызвать новый виток звездообразования.
Однако планеты, находящиеся слишком близко к взрыву сверхновой, обречены. Взрыв может смыть атмосферу и подвергнуть все живое на поверхности смертельной радиации.
«Это прекрасная иллюстрация того, как массивные звезды могут выступать как создателями, так и разрушителями жизни», — сказал Кинтана. «Взрывы сверхновых приносят в межзвездную среду тяжелые химические элементы, которые затем используются для формирования новых звезд и планет. Но если планета, включая Землю, находится слишком близко от такого рода события, это может иметь разрушительные последствия».
Мы никогда не найдем точных причин древних вымираний на Земле. Они были слишком давно, и доказательств мало. Но мы знаем, что звезды взрываются и что взрывы могут иметь разрушительные последствия. Даже на расстоянии космические лучи сверхновой могут ионизировать атмосферу и вызывать образование облаков, которые могут охладить климат. Их мощное ультрафиолетовое излучение может разрушить озоновый слой, а также создать больше аэрозолей, которые будут способствовать глобальному похолоданию.
Астрофизики пытались определить, насколько близко к Земле должна быть сверхновая, чтобы разрушить биосферу. Ранние оценки составляли около 25 световых лет, в то время как более поздние оценки были ближе к 50 световым годам. В радиусе 50 световых лет не известно ни одного предка сверхновой, а ближайшая возможная сверхновая, которую астрономы определили, — это Бетельгейзе, которая находится примерно в 600 световых годах от нас. Пока что мы в безопасности.
Когда дело доходит до вымираний сверхновых, нет никакой определенности и много споров. Мы никогда не узнаем, были ли сверхновые причиной массовых вымираний позднего девона и позднего ордовика.
Однако мы знаем, что живем внутри великой тайны, где огромные взрывающиеся звезды могли изменить ход жизни на Земле. Сверхновые могут как уничтожить жизнь в существующих мирах, так и помочь создать условия для ее появления на новых каменистых планетах. Они также могут стереть все почти дочиста и освободить место для новых типов жизни.
Мы можем быть живым доказательством этого.
