遙遠恒星爆炸釋放的能量可能會危及地球 _恒星

【遙遠恒星爆炸釋放的能量可能會危及地球】劇烈的恒星爆炸發出的伽馬射線撞擊地球大氣
據美國宇航局太空網報道，恒星發生爆炸時，會釋放出大量致命能量流。只要發生一次這種猛烈的爆發，就有可能會使地球上的大部分生命徹底消失。但是直到目前為止一直沒有這方面的有力證據，可以證明這種說法。不過一項最新研究打算填補這個空白，找出這方面的證據。

美國堪薩斯州沃西本恩大學托皮卡分校的布萊恩·托馬斯說：“我們將通過努力，更好地評估出一次特殊事件會給地球帶來多大危害。”托馬斯和他的同事們將對形形色色可以讓高能放射物穿過星際空間到達地球的天體物理學現象進行研究。該科研組還將利用射線研究不同類型的浮游植物，看一看恒星爆炸會對生命產生怎樣的影響。他們之所以選擇浮游植物作為研究對象，是因為地球上的生物主要依靠這些微小的植物生存。

以前科學家就已經想到恒星爆炸會對地球造成危害，但是這將是第一項非常全面的研究。托馬斯說：“我們把以前的研究結果作為出發點，進一步研究更加廣泛的天體物理學事件，更加精確地進行生物學模擬。”該項目是美國宇航局的外空生物學和進化生物學計劃(Exobiology and Evolutionary Biology Program)的一部分。

常見可疑對象

恒星由于距離地球非常遙遠，經常不是地球生命需要擔心的對象。但是一些恒星發生爆炸釋放的能量可以穿過星際空間，達到數千光年以外的地方。其中超新星是我們最熟悉的一種，它的出現標志著一顆質量比我們的太陽大8或更多倍的龐大恒星的消失。當核子燃料從這樣一個龐然大物里飛出來時，被摧毀的核心將發生爆炸，這時它的亮度會超過整個星系里的所有恒星的亮度。

每個世紀我們的星系里都會有一兩顆超新星發生爆炸。其中一顆將對我們的地球產生嚴重影響，它發生爆炸后，會對半徑大約是10光年內的天體產生不利影響，而我們的地球正好處在這個范圍內。超級超新星(hypernovae)發生爆炸波及的范圍會更廣。它的強度比常規超新星的強度大10倍。超級超新星是持續時間較長的伽馬射線爆(GRBs)的主要來源。伽馬射線爆是沿著死亡恒星的旋轉軸釋放出來的高能光束。伽馬射線爆能傳播到6500光年以外，可對地球造成嚴重破壞。

雖然伽馬射線爆的數量沒有超級超新星的數量多，但是它在我們的星系里發生的概率仍是一個爭論話題。幾年前，很多天文學家認為，伽馬射線爆在我們附近發生的可能性非常?。?因為伽馬射線爆一般更容易在重元素比銀河系更少的年輕星系里發生。然而托馬斯說，后來的分析對上述觀點產生了質疑，這是因為我們的星系以前跟更小、更年輕的星系結合在一起，那些年輕星系可能隨身攜帶了伽馬射線爆“定時炸彈” 。托馬斯說：“我們的星系里發生伽馬射線爆的可能性將隨時間發生變化。”他推測說，伽馬射線爆大約平均每1000萬年在我們星系里發生一次。

其他可能的懷疑對象

持續時間很長的伽馬射線爆和超級超新星或許是我們了解最多的天體，但是它們并不是唯一的超級恒星大災難。雖然持續時間較短的伽馬射線爆不是在龐大的恒星死亡時出現，但是科學家認為它們可能是在兩個中子星合并時產生的。雖然這種射線爆釋放的能量比持續時間較長的伽馬射線爆釋放的能量更少，但是它釋放的高能伽馬射線更多。除此以外，持續時間較短的伽馬射線爆更有可能在成熟星系里發生，例如我們的銀河系。因為這種星系里的中子星更加普遍。

“軟伽馬射線復現源”(soft-gamma-ray repeater)也是由中子星產生的，據科學家推測，當中子星的超密表面發生破裂時，就會出現“軟伽馬射線復現源” 。如果這樣一種天體物理學現象在距離地球10光年的地方發生，將會產生驚人影響。2004年12月27日，“軟伽馬射線復現源”發出的放射物對地球上的無線電波傳播產生干擾。雖然它并沒給地球造成什么破壞，但是那個釋放出這些放射物的源天體(source object)距離地球并非10光年，而是50000光年。

托馬斯和他的同事們還將把“雨燕”衛星及“費米伽瑪射線空間望遠鏡”最近獲得的數據收集在一起，以便更好地評估“軟伽馬射線復現源”、伽馬射線爆和超級超新星發生爆炸的概率，以及它們釋放出來的放射物的量。雖然目前還沒有證據能證明最近我們附近有這種事件發生，但是我們應該意識到，由于我們的太陽在圍繞銀河不停運動，因此它很有可能會遇到一顆充滿高能物質的恒星。

全世界的臭氧層空洞

該研究的另一個重點，是我們附近發生的天體物理學爆炸會對生物產生什么影響。伽馬射線和X射線雖然不能穿透地球大氣層，但是它們仍能對地球產生長期影響。高能射線使地球大氣層里的氮和氧分子發生分解，并重新組合成氧化一氮(NO) 。這種分子跟氟氯化碳(CFCs)一樣，會對大氣臭氧層造成破壞。托馬斯說：“這種現象會引發臭氧層空洞，最終波及全世界。”

最初托馬斯的科研組確定，離得較近的伽馬射線爆可摧毀該區75%的臭氧層，占全球臭氧層總量的35%到40% 。然而最近在南極洲上方盤旋的臭氧層空洞已達60%，但是它僅占全球臭氧層總量的3%到5% 。托馬斯表示，臭氧層接觸到放射物后，馬上就會遭到破壞，而且這種破壞進過程會一直持續數年時間。然而地球的臭氧層防護物需要10多年時間才能恢復到正常濃度。

受煎熬的浮游生物

臭氧層消失將對地球上的生命產生嚴重影響。其中最易受到沖擊的生物體是浮游生物。這些單細胞生物生活在紫外線可以照射到的水體表層。它們繁殖的速度很快，因此DNA遭到的破壞會在幾代間慢慢積累起來。如果浮游生物開始死亡，這種影響將會波及到整個海洋。這是因為這些可以進行光合作用的微生物是整個海洋食物鏈的基礎。而且浮游生物產生的氧氣占世界氧氣總產量的一半。

該科研組已經挑選了一些具有代表性的浮游生物，用不同水平的放射物進行照射，看一看它們的生產水平會發生什么變化。這項研究結果將有助于天體生物學家更好地了解當我們的地球或者銀河系里的其他行星受到恒星爆炸沖擊時，會出現什么結果。從4.5億年前發生的奧陶紀消亡(Ordovician extinction)事件，可以看到這些天體物理學現象可能出現的反常跡象，奧陶紀消亡事件導致60%海洋無脊椎動物從地球上徹底消失。化石記錄顯示，位于水體表層和中緯度的生物體受到的臭氧層空洞帶來的影響最大。

作者：孝文
來源：新浪科技