假如地球附近有雙中子星相撞,35 光年內可能對生物帶來致命衝擊

作者 | 發布日期 2023 年 10 月 23 日 17:20 | 分類 天文 line share follow us in feedly line share
假如地球附近有雙中子星相撞,35 光年內可能對生物帶來致命衝擊


迄今為止,科學家已檢測到幾次雙中子星碰撞產生的千新星爆炸,雖然都非發生在銀河系內,但假如銀河系某天出現千新星爆炸,會對地球上的生命帶來什麼影響?現在科學家知道了:假如雙中子星碰撞點離地球很近,這些高能電離輻射將造成生物極群滅絕。

雙中子星合併(BNS)會衍生數種不同來源高能的輻射,比如噴流(產生短伽馬射線暴)、千新星(產生短伽瑪射線暴、強電磁輻射)、中子星爆炸後周圍形成的「繭」(產生無線電、X 射線)、噴流衝擊星際介質形成的餘輝(X 光、紫外光、可見光、紅外光、微波到無線電波)等,其中伽馬射線暴持續時間短暫,餘輝則會連續輻射多年。

雖然不曾親眼目睹,但此類碰撞事件威力有多強大?為了調查雙中子星合併對附近行星帶來多大潛在威脅,伊利諾大學厄巴納-香檳分校物理學家 Haille Perkins 團隊投入研究 GW170817(GRB 170817A)事件,發現爆炸若發生在一定距離內,基本上附近所有生物都沒好結果。

▲ 雙中子星碰撞動畫示意。

研究人員指出,中子星碰撞直接產生的狹窄噴流跨越約 297 光年,此範圍內任何生物都可能因直接暴露在強大伽馬輻射暴下被消滅;來自「繭」結構的伽馬輻射影響範圍較小,需靠近到源頭 13 光年內才會受到衝擊,這 2 種威脅來源都只持續很短時間,但足以剝奪地球臭氧層,約需 4 年時間才可恢復。

除了伽馬射線,來自餘輝的 X 射線殺傷力也很大,因為持續時間長,影響範圍約距源頭 16 光年內。

不過構成最大威脅的是碰撞數年後,來自千新星爆炸加速作用下的宇宙射線,它們會剝奪臭氧層使地球持續承受宇宙輻射數千年,並引發生物集群大規模滅絕,影響範圍約距源頭 35 光年內。

▲ 雙中子星碰撞後產生不同輻射的各種物理來源。(Source:團隊論文

慶幸的是地球附近 400 光年內都沒有中子星,不用擔心會被雙中子星碰撞產生的各種輻射消滅,而銀河系上千億顆恆星中,估計也只有約 10 顆中子星會發生碰撞事件。

或者說,我們面對太陽耀斑、小行星撞擊、超新星爆發的風險都比千新星還要大。

(首圖來源:shutterstock)

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