Вселенная
Новости науки и исследований.
Давыдов (off) [234]
22 февраля 2016, 21:28
Картина вспышки близкой сверхновой Представим себе, что недалеко от нас, скажем на расстоянии 10 пс, вспыхнула сверхновая звезда. Что мы будем видеть на небе и какие последствия это вызовет на Земле? Этот вопрос был изучен И.С. Шкловским и В.И. Красовским в 1957 г. Согласно описанию, приведенному в книге И.С. Шкловского "Сверхновые звезды", события будут развиваться так. Примерно в течение одного месяца на небе разгорелась бы яркая звезда, достигая в максимуме блеска -18-й видимой звездной величины. Если вспомнить, что блеск Солнца составляет -27 звездных величин, а Луны в полнолуние -12.6 звездной величины, то сверхновая будет в это время создавать освещенность на Земле в 1000 раз больщую, чем Луна, и всего в 1000 раз меньшую, чем Солнце. Такая звезда была бы хорошо заметна в дневное время, а ночью от нее было бы так же светло, как в период белых ночей в Ленинграде.
Без преувеличения можно было бы сказать, что с момента появления сверхновой вся наблюдательная астрономия вскоре свелась бы к наблюдениям сверхновой. Да и как могло бы быть иначе? Ведь, даже когда звезда находилась бы за горизонтом, она вызывала бы сильное свечение неба. Дело в том, что основное свечение звезды в период максимума блеска приходится на крайнюю ультрафиолетовую область спектра. Это излучение ионизовало бы на долгий срок в 100 тыс. лет весь межзвездный водород на несколько десятков парсеков вокруг звезды. Ультрафиолетовое излучение сверхновой было бы в сотни раз интенсивнее ультрафиолетового излучения Солнца. Оно вызвало бы необыкновенно яркое свечение верхних слоев атмосферы - полярное сияние, охватывающее всю ночную сторону Земли. К счастью, само ультрафиолетовое излучение, губительное для живых земных организмов, не дошло бы в опасных размерах до поверхности нашей планеты, было бы поглощено верхними слоями атмосферы. Яркое свечение сверхновой продолжалось бы несколько лет, пока звезда не перестала бы быть видимой простым глазом. Но вокруг звезды, ставшей почти незаметной, образовалась бы яркая расширяющаяся туманность. Через 30 лет ее размер составлял бы 1o на небе, а через триста лет - уже около 10o. Затем размеры ее росли бы медленнее из-за торможения оболочки в межзвездной среде. Но все-таки через 10 тыс. лет расширяющаяся оболочка сверхновой достигла бы Солнечной системы. Наша планетная система погрузилась бы в эту оболочку, что имело бы уже серьезные последствия для живых организмов на нашей планете. И без того светлое ночное небо Земли было бы покрыто причудливыми волокнистыми облаками, своей яркостью подобными Млечному Пути. Но, как мы знаем, внутри оболочки сверхновой заперты релятивистские частицы, обладающие высокими энергиями. Они обрушились бы на Землю и другие планеты. Интенсивность потоков этих космических лучей в сто раз иногда и более превышает интенсивность космических лучей в нормальную эпоху. Известно, что, попадая в атмосферу Земли, релятивистские частицы называемые также первичными космическими лучами, распадаются и образуют ливни вторичных, более мягких (с меньшим запасом энергии) космических лучей. Но при возрастании интенсивности космических лучей значительно повысится количество первичдых крсмических лучей, достигших земной поверхности. Появление мощных космических лучей у поверхности Земли оказало бы важное влияние на судьбу живых организмов. Средняя радиоактивность воздуха в приземном слое составляет 0.12 Р (рентген)в год; из них на радиоактивность, рождаемую космическими лучами, приходится треть. При повышении же космического излучения в 100 раз уровень радиоактивности повысится в 30 раз, а временами - и значительно больше. Для состояния здоровья людей эта доза вовсе не опасна. Но важно другое. Повышенная космическая радиация существовала бы несколько десятков тысяч лет. и вызвала бы мутации, опасные для будущих поколении. И.С. Шкловский и В.И. Красовский предположили, в частности, что исчезновение динозавров, полностью господствовавших на Земле в юрский период и вдруг быстро вымерших в конце мелового периода, возможно, было связано со вспышкой близкой сверхновой, вызвавшей повышение уровня космического излучения на сотню тысяч лет. Как известно, радиоактивность является одной из причин мутаций передающихся по наследству. При повышении уровня радиации число мутаций возрастает. Организмы с коротким циклом созревания малочувствительны к повышениям радиации, тогда как имеющие длительный цикл созревания резко реагируют на небольшие дозы радиации. Мутации могут способствовать улучшению того или иного биологического вида но чаще всего это относится к молодому, возникающему виду. Старый же биологический вид, развившиися, от мутаций страдает чаще и деградирует, Жертвой чувствительности к радиации, возможно, оказались динозавры, бывшие в меловую эпоху господствующим классом животных. А развившиеся теперь классы млекопитающих и птиц тогда были еще молодыми с крепкой наследственностью, улучшавшейся даже от "космических биологических экспериментов". Можно полагать, что будущая вспышка сверхновой была бы опасна наиболее развитым классам животных. Изменение наследственности вследствие мутаций, вызываемых радиоактивностью среды,- не только важный двигатель эволюции живой природы. По мнению И.С. Шкловского, не исключено, что и сама жизнь на нашей планете могла зародиться в океане вследствие длительного повышения уровня радиации, вызванного вспышкой сверхновой вблизи нашей планетной системы примерно 2-3 млрд. дет назад. Какой же остаток сверхновой является ближайшим к нам, и не вызвал ли он повышение радиоактивности на Земле в прошлом? Таким остатком является объект Паруса X, находящийся на расстоянии 500 пс, а может быть, и чуточку ближе. Его возраст 8 тыс. лет (табл. 14). В то же время возраст его пульсара оценивается в 11 тыс. лет (табл. 15); некоторые подсчеты дают, правда, и 5 - 6 тыс. лет. При уровне наших знаний об эволюции пульсаров такой разброс оценок возрастов не слишком велик. Выходит, что "второе солнце" древних шумеров могло оказаться вспышкой близкой сверхновой Паруса X, если датировка события верна. Но заслуживает внимания и оценка 11 тыс. лет В 1965 г. ленинградские ученые акад. Б.П. Константинов и Г.Е. Кочаров предположили, что повышенная доза осадков радиоактивного углерода в отложениях пород может быть следствием усиления проникающей радиации (гамма и рентгеновское излучение) на поверхности Земли в результате вспышки близкой сверхновой. Эта радиация может вызывать реакции с ядрами азота, содержащегося в атмосфере, в ходе которых возникает радиоактивный углерод. Заметим здесь, что именно радиоактивный углерод, присутствующий в отложениях органического происхождения, был первым классическим средством для датировки палеонтологических и археологических находок. Этот метод был предложен в 1947 г. американским физико-химиком У. Либби, удостоенным Нобелевской премии. В 1980 г. космохимик Р. Брекенридж (США) нашел в отложениях позднечетвертичного периода, взятых в десяти разных местах земного шара, слои с органическими остатками и богатым содержанием радиоактивного углерода, по которому возраст этих остатков был оценен в 10-11 тыс. лет! Этот факт бесспорно указывал бы на воздействие сверхновой Паруса Х и давал бы ее точный возраст, если бы удалось отыскать следы других сверхновых, например, 1054 г. Иначе просто установлена дата гигантской общеземной катастрофы. Рис. 38. Положение большой радиоизлучающей Рис. 38. Положение большой радиоизлучающей "петли" на карте неба. Заметим, кстати, что, по расчетам И.С. Шкловского, при частоте вспышек сверхновых одна в сто лет в Галактике вспышки на расстоянии до 10 пс от Солнца в среднем повторяются через 1.5 млрд. лет, а в радиусе до 20 пс от него уже через 200 млн. лет, на расстояниях до 30 пс через примерно 60 млн. лет и т. д. - обратно пропорционально кубу расстояния от Солнца. В связи с этим интересна особенность радиоиздучения нашей Галактики, обнаруженная еще 30 лет назад при одном из ранних исследований интенсивности радиоизлучения всей части неба, доступной наблюдениям в Северном полушарии. Кроме ярко излучающего в радиодиапазоне пояса Млечногб Пути на небе была обнаружена большая радиоизлучающая петля (или шпора, отрог), идущая через созвездия Стрельца, Змееносца, Геркулеса, Волопаса, Девы и по ряду южных созвездий. По форме петля представляет собой круг небесной сферы диаметром около 110o с центром в созвездии Волка (рис. 38). Природа этого радиоизлучающего объекта неясна. Наряду с другими гипотезами была предложена для его объяснения и гипотеза о том, что петля представляет собой остаток оболочки сверхновой, вспыхнувшей на расстоянии 130 пс около 30 тыс. лет назад. В пользу гипотезы говорит нетепловой характер радиоизлучения петли, но в ее области не найдено оптического свечения, сходного с волокнами остатков. Правда, в радиоизлучении волокнистая структура обнаружена. Исходя из этои гипотезы, И.С. Шкловский и Е.К. Шеффер предсказали присутствие в петле мягкого рентгеновского излучения, подобного найденному в волокнистых туманностях. Спустя год, в 1972 г., оно было действительно обнаружено. Температура излучения около 2 млн. Кельвинов. Если петля была остатком сверхновой, то повторения вспышки сверхновой вблизи Солнца следует ожидать не скоро, срок биологической безопасности. можно оценить в 100 млн. лет. Однако не исключено, что в недалеком будущем мы станем очевидцами вспышки сверхновой в нашей Галактике на расстоянии в 1 - 3 кпс от Солнца. Блеск такой сверхновой достигнет -10-й звездной величины, если она не вспыхнет в области с сильным межзвездным поглощением. Наблюдение такой вспышки станет выдающимся научным событием в астрономии. Несомненно, будет собран исключительный по ценности и объему информации материал. Его анализ даст решение многих загадок о природе сверхновых, над решением которых сейчас упорно трудятся астрономы 08-09-2014
-------
Вселенная
Список форумов
На главную
0.035 сек
SQL: 3