Małe gwiazdy żyją bardzo długo i – jak się przypuszcza – odchodzą spokojnie, bez większych fajerwerków. Inaczej bywa jednak z większymi gwiazdami. One z wiekiem stawać się mogą bardzo wybuchowe. Ich życie kończyć może kosmiczna eksplozja – np. wybuch supernowej czy hipernowej. PAP spytała astronomów, czy powinniśmy się obawiać takich gwiezdnych eksplozji, do których dochodzić może w naszej Galaktyce.

PROMIEŃ ŚMIERCI

Niedawno astronomowie – w tym Polacy – opisali w “Nature” niezwykle energetyczny rozbłysk gamma (zaobserwowany z ziemskiej orbity). Dr Michał Michałowski z Uniwersytetu Adama Mickiewicza opowiada, że cząstki tego błysku powstały ekstremalnie daleko stąd – pokonywały Wszechświat aż 4,5 mld lat zanim udało się nam je zarejestrować. A były to fotony milion milionów razy bardziej energetyczne niż światło, które widzimy z innych gwiazd.

Naukowiec zapytany, co by się stało gdyby tak energetyczny rozbłysk gamma powstał w naszej Galaktyce, mówi: “Byłby z tym problem. Tak silne promieniowanie mogłoby zniszczyć atmosferę Ziemi. A na pewno padłyby systemy komunikacji czy elektronika”. Wyjaśnia jednak, że powstanie takiego rozbłysku gamma gdzieś blisko nas jest mało prawdopodobne. “W naszym otoczeniu nie ma gwiazd, które mogłyby wybuchnąć tworząc błyski gamma. Pod tym względem prawdopodobnie jesteśmy bezpieczni” – uważa.

PODSTARZAŁE GWIAZDY W SĄSIEDZTWIE ZIEMI

A co z innymi rodzajami kosmicznych wybuchów? Inny z autorów publikacji z “Nature” – dr Mariusz Gromadzki z Obserwatorium Astronomicznego UW – pytany o najbliższe Ziemi gwiezdne zagrożenia, odpowiada o Betelgezie i Riglu – świetnie widocznych na nocnym niebie gwiazdach z gwiazdozbioru Oriona. “Obie wybuchną – tworząc supernowe – w ciągu najbliższych setek tysięcy, a może kilku milionów lat” – mówi.

Fot: Betelgeza i Rigel – gwiazdy z naszej Galaktyki widoczne w gwiazdozbiorze Oriona staną się kiedyś supernowymi. Źródło: Nicolas Eynaud [CC BY-SA]

Prof. Joanna Mikołajewska z Centrum Astronomicznego im. M. Kopernika PAN tłumaczy, że w wybuchach gwiazd najgroźniejsze byłoby promieniowanie wysokoenergetyczne – gamma czy rentgenowskie. “Takie promieniowanie mogłoby zmienić skład ziemskiej atmosfery” – mówi. Mogłoby ono np. niszczyć warstwę ozonową Ziemi, która chroni nas przed szkodliwym promieniowaniem UV. Drugą sprawą jest to, że pod wpływem tej energii z wybuchu gwiazdy, atomy tlenu i azotu w atmosferze łączyłyby się w tlenek azotu, którego stężenie w atmosferze mogłoby wzrosnąć. Zbyt duże stężenie tego gazu mogłoby być szkodliwe.

Prof. Mikołajewska uspokaja jednak, że ani Betelgeza, ani Rigel, kiedy już staną się supernowymi, nie będą stanowić zagrożenia dla życia na Ziemi. “Musiałyby być 10 razy bliżej, żeby zniszczyć znaczącą ilość warstwy ozonowej w ziemskiej atmosferze” – mówi.

Dodaje, że jest jeszcze kilka innych położonych stosunkowo blisko Ziemi kandydatów na supernowe. Są to choćby Antares (gwiazdozbiór Skorpiona) czy Spica (gwiazdozbiór Panny). “One są dość blisko, ale nie są masywne. Nie ma co się martwić – one również nie zniszczą życia na Ziemi” – uspokaja prof. Mikołajewska.

Zapewnia, że nie tylko nie boi się wybuchu tych supernowych, ale wręcz chciałaby takie wydarzenie na nieboskłonie zobaczyć.

Dr Gromadzki informuje, że ostatni wybuch supernowej w naszej Galaktyce obserwowany był prawie tysiąc lat temu – w 1054 r. Umierająca gwiazda (SN 1054) była tak jasna, że widziano ją na niebie nawet w dzień. Odnotowano to choćby w chińskich czy arabskich kronikach. W wyniku tego wybuchu pozostała Mgławica Kraba.

Wybuch ten doprowadził wtedy do zauważalnych zmian w ziemskiej atmosferze. Prof. Mikołajewska tłumaczy, że w rdzeniach lodowych pobranych z Arktyki widać, że rzeczywiście w połowie XI wieku wzrosła w ziemskiej atmosferze koncentracja trójtlenku azotu. “Efekty te widać w badaniach na Ziemi, ale to wcale nie znaczy, że były one groźne dla życia na Ziemi” – mówi.

NIE WYBUCHAJCIE, BIAŁE KARŁY!

Fot: G299 Pozostałości po Supernowej typu Ia Źródło: NASA/CXC/U.Texas [domena publiczna]

Gorzej jednak mogłoby być, gdyby bliżej Ziemi znalazła się supernowa typu Ia związana z termonuklearnym unicestwieniem białego karła. “Te wybuchy są bardziej energetyczne. Do takiego groźnego dla życia na Ziemi wybuchu dochodzi średnio co 1 mln – 1 mld lat. Nie jest więc to częste wydarzenie” – komentuje prof. Mikołajewska. I zapewnia, że w pobliżu Układu Słonecznego nie ma groźnego dla ludzkości kandydata na supernową typu Ia.

Dodaje jednak, że wybuch supernowej typu Ia oddalonej od Ziemi nawet o 2 tys. lat świetnych mógłby zniszczyć satelity czy zakłócić działanie urządzeń elektronicznych na Ziemi. “Dzisiejsza elektronika jest bowiem wrażliwa na promieniowanie kosmiczne” – zaznacza. I przyznaje, że astronomom są znani gwiezdni kandydaci, którzy mogliby – w razie kosmicznej eksplozji – w naszym świecie – tak bardzo uzależnionym od urządzeń elektronicznych – nieźle namieszać.

Jak jednak zwraca uwagę rozmówczyni PAP, elektronice na Ziemi zaszkodzić może nawet potężna burza na Słońcu. “Taka potężna burza słoneczna miała miejsce np. ponad 100 lat temu (w 1859 r.). Dziś jej skutki byłyby o wiele, wiele dotkliwsze niż wtedy” – ocenia.

Fot: Rozbłysk na Słońcu może wywołać burzę geomagnetyczną. Tu rozbłysk z 13 marca 2012 r. Fot: NASA [domena publiczna]

CZYŻBY ŚMIERĆ GWIAZDY MIAŁA ZWIĄZEK Z WYMIERANIEM?

Dodaje, że w historii naszej planety mogło już dojść do wymierania spowodowanego kosmiczną eksplozją gdzieś w kosmosie. “459 mln lat temu, w ordowiku, nastąpiło na Ziemi wielkie wymieranie – istotna część życia uległa zniszczeniu. Jedna z hipotez tłumaczących, co mogło się wtedy zdarzyć, zakłada, że przyczyną był wybuch hipernowej” – mówi. Z obliczeń wynikło, że taka eksplozja powinna mieć miejsce w odległości ok. 5-6 tys. lat świetlnych od nas. “Astronomowie nie znaleźli dotąd jednak śladów po takim wybuchu” – dodaje prof. Mikołajewska.

I SŁOŃCE BĘDZIE MIAŁO SWÓJ KRES

Zagrożeniem dla Ziemi będzie jednak na pewno śmierć najbliższej nam gwiazdy – Słońca. Obecnie Słońce świeci dzięki fuzji termonuklernej – syntezie wodoru w hel – w jego centrum. Za jakieś 5 mld lat to paliwo się wyczerpie, a Słońce zacznie się przekształcać w czerwonego olbrzyma. Jego helowe jądro zacznie się kurczyć, a zewnętrzne warstwy – puchnąć. Słońce będzie się stawało coraz większe, sięgnie nie tylko orbity Ziemi, ale i Marsa. Z czasem jednak cała otoczka zostanie odrzucona i utworzy mgławicę planetarną, z masywnym jądrem o rozmiarach Ziemi – białym karłem – w centrum. “Ale nie ma się co bać. Nasza cywilizacja i tak nie dotrwa do tego momentu” – uważa prof. Mikołajewska.

CO SIĘ DZIEJE PODCZAS KOSMICZNYCH EKSPLOZJI?

A dlaczego właściwie w gwiazdach dochodzi do wybuchów? Dr Mariusz Gromadzki opowiada, że wewnątrz gwiazd w ekstremalnych warunkach – przy ogromnych temperaturach i ciśnieniach – jądra atomów “sklejają się” ze sobą, tworząc nowe, cięższe pierwiastki. W którymś momencie reakcji termojądrowej naruszona zostaje krucha równowaga między siłami przyciągającymi materię gwiazdy i siłami ją odpychającymi. I następuje eksplozja, która rozrzuca z gigantyczną energią nowopowstałe pierwiastki po Wszechświecie. “Część pierwiastków, z których się składamy, nie powstałaby, gdyby nie wybuchy supernowych. Wiele jest prawdy w tym, że jesteśmy dziećmi gwiazd” – uśmiecha się dr Gromadzki.

To, jak gigantyczną energię nieść może wybuch gwiazdy, pokazuje dr Gromadzki na przykładzie gigantycznego kosmicznego wypadku. “Kiedy połączą się dwie gwiazdy neutronowe, powstaje m.in. mnóstwo złota i platyny! Tak dużo, że ich masa jest nawet kilka razy większa niż masa Ziemi” – mówi dr Gromadzki. Dodaje, że w pewnym momencie dochodzi do wybuchu, a te całe fragmenty “planet” z platyny i złota rozrzucane są jak pociski wokół miejsca tego kosmicznego zderzenia.

PAP – Nauka w Polsce, Ludwika Tomala