Zderzenie dwóch gwiazd neutronowych mogłoby zmieść życie z powierzchni Ziemi. Jakie jest ryzyko?

W tym artykule:

1. Skutki fuzji gwiazd neutronowych
2. Promieniowanie, które zabija
3. Małe szanse na katastrofę

Niezwykle jasny rozbłysk, stanowiący nagłą emisję silnego promieniowania elektromagnetycznego – tak wygląda kilonowa. Do takiego zdarzenia dochodzi w najbardziej ekstremalnych kosmicznych przypadkach. Kilonowe powstają, gdy scalają się dwie gwiazdy neutronowe albo gdy gwiazda neutronowa łączy się z czarną dziurą.

Takie eksplozje pełnią rolę najpotężniejszych kosmicznych kuźni. To właśnie w czasie kilonowych powstają najcięższe pierwiastki układu okresowego. Zawdzięczamy im pierwiastki radioaktywne, takie jak uran, ale również molibden czy neodym. A także naszą biżuterię: platyna i złoto tworzą się właśnie w kilonowych.

Kilonowe są bardzo rzadkie. Jak dotychczas nie zaobserwowaliśmy żadnej w naszej Galaktyce (i tylko kilka we Wszechświecie). Jednak to nie oznacza, że kilonowa nigdy nie wybuchnie w Drodze Mlecznej. Nasza Galaktyka zawiera 100 mld gwiazd i – jak szacują badacze – około 10 par gwiazd neutronowych, które znajdują się na drodze prowadzącej do kolizji. To niby bardzo mało. Jednak skoro istnieje możliwość, że w Drodze Mlecznej pojawi się kilonowa, jak taki wybuch mógłby wpłynąć na planetę typu ziemskiego?

Skutki fuzji gwiazd neutronowych

Takie pytanie zadał sobie zespół Haille Perkins z Uniwersytetu Illinois Urbana-Champaign. Odpowiedź okazała się prosta. Gdyby glob podobny do Ziemi znajdował się blisko, jego los byłby przesądzony. Jak blisko? To wyjaśniają naukowcy w pracy opublikowanej na serwisie preprintów naukowych arXiv.org. Dokładnie analizują w niej, jakie są skutki kilonowych na przykładzie kilonowej GW 170817 zaobserwowanej w 2017 roku.

Astronomowie odkryli układ podwójny gwiazd neutronowych. Kiedy się zderzą, powstanie potężna kilonowa

To tak rzadkie zjawisko, że w całej Drodze Mlecznej istnieje może 10 takich układów. W dodatku wyliczenia wskazują, że ten podwójny układ gwiazd ma warunki, by stać się kilonową – ult...

Po pierwsze, z kilonową wiąże się krótki rozbłysk promieniowania gamma. Ma on formę dwóch dżetów, czyli wiązek, pojawiających się po przeciwnych stronach łączących się gwiazd neuronowych. Kiedy dżety te przechodzą przez materiał wyrzucony przez kilonową, tworzy się wokół nich „kokon” z promieni gamma. Kiedy promieniowanie to dociera do obłoku międzygwiazdowego – czyli gazu, pyłu i plazmy pomiędzy gwiazdami – ośrodek ten zaczyna emitować promieniowanie rentgenowskie. Z kilonową wiąże się również pojawienie się silnego promieniowania kosmicznego, utrzymującego się nawet tysiące lat po eksplozji.

Promieniowanie, które zabija

Wzrost natężenia promieniowania gamma – zarówno w formie dżetów, jak i „kokonu” – trwa bardzo krótko. Jednak znalezienie się na drodze tych pierwszych byłoby śmiertelne w skutkach w odległości aż 91 parseków (czyli prawie 300 lat świetlnych) od kilonowej. Poza tym wąskim pasem promieniowania Ziemia byłaby stosunkowo bezpieczna.

„Kokon” byłby groźny w odległości do 13 lat świetlnych od kilonowej. Co więcej, efekt spotkania z promieniami gamma byłby krótkotrwały. Co prawda zniszczyłyby ozon stratosferyczny, jednak warstwa ozonowa na planecie takiej jak Ziemia odbudowałaby się już po czterech latach.

Inne skutki kilonowej byłyby znacznie gorsze. Silniejsze promieniowanie rentgenowskie zagrażałoby życiu całe lata po eksplozji. Najgorsze przyszłoby jeszcze później. „Największe zagrożenie nadeszłoby ze strony promieniowania kosmicznego przyspieszonego przez wybuch kilonowej, które mogłoby być śmiertelne na dystansie ok. 11 parseków [czyli 35,8 lat świetlnych – przyp. red.]” – piszą badacze w swojej pracy. Gdyby Ziemia znalazła się w takiej odległości od kilonowej, zostałaby ogołocona z ozonu na tysiące lat. Życie nie miałoby wówczas szansy przetrwać.

Małe szanse na katastrofę

Na szczęście ryzyko, że kilonowa wybuchnie w pobliżu Ziemi, jest zdaniem naukowców bardzo niskie. Tym samym jest bardzo mało prawdopodobne, że zdarzenie takie zagroziłoby życiu na Ziemi. „Jednak nawet jeśli nie doszłoby do wymierania, pobliska kilonowa byłaby widoczna z Ziemi. Prawdopodobnie zakłóciłaby działanie ziemskiej technologii, niebo zaś pozostawałoby jasne przez miesiąc” – podsumowali badacze.

Źródła: arXiv.org, Science Alert, space.com.

Nasz ekspert

Magdalena Salik

Dziennikarka naukowa i pisarka, przez wiele lat sekretarz redakcji i zastępczyni redaktora naczelnego magazynu „Focus". Wcześniej redaktorka działu naukowego „Dziennika. Polska, Europa, Świat”. Pasjami czyta i pisze, miłośniczka literatury popularnonaukowej i komputerowych gier RPG. Więcej: magdalenasalik.wordpress.com