Когда вспышка сверхновой уничтожит жизнь на Земле

Доктор Гюнтер Корсчинек, специалист по экспериментальной астрофизике частиц из Мюнхенского технического университета (Германия), описал возможные последствия вспышки сверхновой для жизни на Земле. Вероятность смертельного воздействия космических лучей от сверхновых ученый оценивает как крайне низкую, но тем не менее не исключает, что в прошлом подобные события могли послужить причиной массовых вымираний на планете. Обзорная работа Корсчинека станет одной из глав готовящегося к публикации «Справочника по сверхновым».

В зависимости от расстояния между звездой и Солнцем ученый рассматривает различные типы угроз для планеты. Среди них — истощение озонового слоя на Земле, в результате чего усилится воздействие ультрафиолетового излучения Солнца на земные организмы, и узконаправленный летальный эффект рентгеновских лучей от сверхновой. Учитываются и косвенные последствия вспышки звезды. Например, высокоэнергетические космические лучи способны изменить климат планеты, в частности, инициировать образование плотных облаков, которые ограничат доступ солнечного света к поверхности планеты и вызовут новый ледниковый период.

Космические лучи высоких энергий открыл в 1912 году австрийский физик Виктор Гесс. После нескольких исследований, проведенных на воздушном шаре, он обнаружил, что радиационный фон увеличивается с высотой. Спустя 22 года Вальтер Бааде и Фриц Цвикке показали, что колебания интенсивности космических лучей могут быть связаны со вспышками сверхновых — одними из самых энергичных событий во Вселенной. Взрывы звезд происходят после того, как в них заканчивается запас ядерного топлива (сверхновые типа II), или в двойных системах (сверхновые типа Ia), где поток материи от звезды, относящейся к главной последовательности, на белый карлик увеличивает его массу вплоть до предела Чандрасекара (около 1,44 солнечных масс). После вспышки образуется нейтронная звезда.

Возникающие в результате взрыва космические лучи представляют собой потоки частиц, состоящие главным образом из протонов и, в значительно меньшей степени, из более тяжелых атомных ядер и электронов. Кроме массивных частиц, взрывы сверхновых порождают потоки фотонов — интенсивное рентгеновское и гамма-излучение.

Через двадцать лет после выяснения природы космических лучей, в 1954 году, немецкий палеонтолог Отто Шиндевольф выдвинул одну из первых гипотез о связи вспышек сверхновых с массовыми вымираниями — исчезновениями многочисленных видов живых организмов на Земле, зафиксированными палеонтологическими, палеоклиматическими и геологическими исследованиями. Он предположил, что высокоэнергетическое излучение могло привести к вымиранию морских организмов напрямую либо косвенно, посредством формирования опасных для жизни радиоактивных изотопов. С тех пор многие ученые пытались сопоставить вспышки сверхновых с массовыми вымираниями.

На представленном рисунке отмечены пять самых крупных массовых вымираний. Информация есть только для морских животных, поскольку она сохранилась в окаменелостях. Два массовых вымирания, дресбакское и ботомское, произошедших в кембрии, вероятно, можно было бы считать одними из самых крупных, но палеонтологические данные пока основываются на крайне малом числе окаменелостей того времени.