作者:孝文 来源:新浪科技 发布时间:2009-6-22 17:03:40
选择字号:
研究称遥远恒星爆炸释放能量或危及地球

剧烈的恒星爆炸发出的伽马射线撞击地球大气
 
据美国宇航局太空网报道,恒星发生爆炸时,会释放出大量致命能量流。只要发生一次这种猛烈的爆发,就有可能会使地球上的大部分生命彻底消失。但是直到目前为止一直没有这方面的有力证据,可以证明这种说法。不过一项最新研究打算填补这个空白,找出这方面的证据。
 
美国堪萨斯州沃西本恩大学托皮卡分校的布莱恩·托马斯说:“我们将通过努力,更好地评估出一次特殊事件会给地球带来多大危害。”托马斯和他的同事们将对形形色色可以让高能放射物穿过星际空间到达地球的天体物理学现象进行研究。该科研组还将利用射线研究不同类型的浮游植物,看一看恒星爆炸会对生命产生怎样的影响。他们之所以选择浮游植物作为研究对象,是因为地球上的生物主要依靠这些微小的植物生存。
 
以前科学家就已经想到恒星爆炸会对地球造成危害,但是这将是第一项非常全面的研究。托马斯说:“我们把以前的研究结果作为出发点,进一步研究更加广泛的天体物理学事件,更加精确地进行生物学模拟。”该项目是美国宇航局的外空生物学和进化生物学计划(Exobiology and Evolutionary Biology Program)的一部分。
 
常见可疑对象
 
恒星由于距离地球非常遥远,经常不是地球生命需要担心的对象。但是一些恒星发生爆炸释放的能量可以穿过星际空间,达到数千光年以外的地方。其中超新星是我们最熟悉的一种,它的出现标志着一颗质量比我们的太阳大8或更多倍的庞大恒星的消失。当核子燃料从这样一个庞然大物里飞出来时,被摧毁的核心将发生爆炸,这时它的亮度会超过整个星系里的所有恒星的亮度。
 
每个世纪我们的星系里都会有一两颗超新星发生爆炸。其中一颗将对我们的地球产生严重影响,它发生爆炸后,会对半径大约是10光年内的天体产生不利影响,而我们的地球正好处在这个范围内。超级超新星(hypernovae)发生爆炸波及的范围会更广。它的强度比常规超新星的强度大10倍。超级超新星是持续时间较长的伽马射线爆(GRBs)的主要来源。伽马射线爆是沿着死亡恒星的旋转轴释放出来的高能光束。伽马射线爆能传播到6500光年以外,可对地球造成严重破坏。
 
虽然伽马射线爆的数量没有超级超新星的数量多,但是它在我们的星系里发生的概率仍是一个争论话题。几年前,很多天文学家认为,伽马射线爆在我们附近发生的可能性非常小,因为伽马射线爆一般更容易在重元素比银河系更少的年轻星系里发生。然而托马斯说,后来的分析对上述观点产生了质疑,这是因为我们的星系以前跟更小、更年轻的星系结合在一起,那些年轻星系可能随身携带了伽马射线爆“定时炸弹”。托马斯说:“我们的星系里发生伽马射线爆的可能性将随时间发生变化。”他推测说,伽马射线爆大约平均每1000万年在我们星系里发生一次。
 
其他可能的怀疑对象
 
持续时间很长的伽马射线爆和超级超新星或许是我们了解最多的天体,但是它们并不是唯一的超级恒星大灾难。虽然持续时间较短的伽马射线爆不是在庞大的恒星死亡时出现,但是科学家认为它们可能是在两个中子星合并时产生的。虽然这种射线爆释放的能量比持续时间较长的伽马射线爆释放的能量更少,但是它释放的高能伽马射线更多。除此以外,持续时间较短的伽马射线爆更有可能在成熟星系里发生,例如我们的银河系。因为这种星系里的中子星更加普遍。
 
“软伽马射线复现源”(soft-gamma-ray repeater)也是由中子星产生的,据科学家推测,当中子星的超密表面发生破裂时,就会出现“软伽马射线复现源”。如果这样一种天体物理学现象在距离地球10光年的地方发生,将会产生惊人影响。2004年12月27日,“软伽马射线复现源”发出的放射物对地球上的无线电波传播产生干扰。虽然它并没给地球造成什么破坏,但是那个释放出这些放射物的源天体(source object)距离地球并非10光年,而是50000光年。
 
托马斯和他的同事们还将把“雨燕”卫星及“费米伽玛射线空间望远镜”最近获得的数据收集在一起,以便更好地评估“软伽马射线复现源”、伽马射线爆和超级超新星发生爆炸的概率,以及它们释放出来的放射物的量。虽然目前还没有证据能证明最近我们附近有这种事件发生,但是我们应该意识到,由于我们的太阳在围绕银河不停运动,因此它很有可能会遇到一颗充满高能物质的恒星。
 
全世界的臭氧层空洞
 
该研究的另一个重点,是我们附近发生的天体物理学爆炸会对生物产生什么影响。伽马射线和X射线虽然不能穿透地球大气层,但是它们仍能对地球产生长期影响。高能射线使地球大气层里的氮和氧分子发生分解,并重新组合成氧化一氮(NO)。这种分子跟氟氯化碳(CFCs)一样,会对大气臭氧层造成破坏。托马斯说:“这种现象会引发臭氧层空洞,最终波及全世界。”
 
最初托马斯的科研组确定,离得较近的伽马射线爆可摧毁该区75%的臭氧层,占全球臭氧层总量的35%到40%。然而最近在南极洲上方盘旋的臭氧层空洞已达60%,但是它仅占全球臭氧层总量的3%到5%。托马斯表示,臭氧层接触到放射物后,马上就会遭到破坏,而且这种破坏进过程会一直持续数年时间。然而地球的臭氧层防护物需要10多年时间才能恢复到正常浓度。
 
受煎熬的浮游生物
 
臭氧层消失将对地球上的生命产生严重影响。其中最易受到冲击的生物体是浮游生物。这些单细胞生物生活在紫外线可以照射到的水体表层。它们繁殖的速度很快,因此DNA遭到的破坏会在几代间慢慢积累起来。如果浮游生物开始死亡,这种影响将会波及到整个海洋。这是因为这些可以进行光合作用的微生物是整个海洋食物链的基础。而且浮游生物产生的氧气占世界氧气总产量的一半。
 
该科研组已经挑选了一些具有代表性的浮游生物,用不同水平的放射物进行照射,看一看它们的生产水平会发生什么变化。这项研究结果将有助于天体生物学家更好地了解当我们的地球或者银河系里的其他行星受到恒星爆炸冲击时,会出现什么结果。从4.5亿年前发生的奥陶纪消亡(Ordovician extinction)事件,可以看到这些天体物理学现象可能出现的反常迹象,奥陶纪消亡事件导致60%海洋无脊椎动物从地球上彻底消失。化石记录显示,位于水体表层和中纬度的生物体受到的臭氧层空洞带来的影响最大。
 
更多阅读
 
 
 
 打印  发E-mail给: 
    
 
以下评论只代表网友个人观点,不代表科学网观点。 查看所有评论
SSI ļʱ
 
读后感言:
相关新闻 相关论文

图片新闻
性别规范影响农业整体绩效 首枚虾类琥珀在“石探记博物科学馆”展出
甜蜜基因的进化“殊途同归” 科学家首次实现活细胞RNA标记
>>更多
 
一周新闻排行 一周新闻评论排行
 
编辑部推荐博文
 
论坛推荐