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假如地球附近有双中子星相撞,35光年内可能对生物带来致命冲击

2023-10-22 未解之谜网

迄今为止,科学家已检测到几次双中子星碰撞产生的千新星爆炸,虽然都非发生在银河系内,但假如银河系某天出现千新星爆炸,会对地球上的生命带来什么影响?现在科学家知道了:假如双中子星碰撞点离地球很近,这些高能电离辐射将造成生物极群灭绝。

双中子星合并(BNS)会衍生数种不同来源高能的辐射,比如喷流(产生短伽马射线暴)、千新星(产生短伽玛射线暴、强电磁辐射)、中子星爆炸后周围形成的“茧”(产生无线电、X 射线)、喷流冲击星际介质形成的余辉(X 光、紫外光、可见光、红外光、微波到无线电波)等,其中伽马射线暴持续时间短暂,余辉则会连续辐射多年。

虽然不曾亲眼目睹,但此类碰撞事件威力有多强大?为了调查双中子星合并对附近行星带来多大潜在威胁,伊利诺大学厄巴纳-香槟分校物理学家 Haille Perkins 团队投入研究 GW170817(GRB 170817A)事件,发现爆炸若发生在一定距离内,基本上附近所有生物都没好结果。

研究人员指出,中子星碰撞直接产生的狭窄喷流跨越约 297 光年,此范围内任何生物都可能因直接暴露在强大伽马辐射暴下被消灭;来自“茧”结构的伽马辐射影响范围较小,需靠近到源头 13 光年内才会受到冲击,这 2 种威胁来源都只持续很短时间,但足以剥夺地球臭氧层,约需 4 年时间才可恢复。

除了伽马射线,来自余辉的 X 射线杀伤力也很大,因为持续时间长,影响范围约距源头 16 光年内。

不过构成最大威胁的是碰撞数年后,来自千新星爆炸加速作用下的宇宙射线,它们会剥夺臭氧层使地球持续承受宇宙辐射数千年,并引发生物集群大规模灭绝,影响范围约距源头 35 光年内。

双中子星碰撞后产生不同辐射的各种物理来源。(Source:团队论文)

庆幸的是地球附近 400 光年内都没有中子星,不用担心会被双中子星碰撞产生的各种辐射消灭,而银河系上千亿颗恒星中,估计也只有约 10 颗中子星会发生碰撞事件。

或者说,我们面对太阳耀斑、小行星撞击、超新星爆发的风险都比千新星还要大。

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