Wie eine „Kilonova“-Explosion in der Nähe das Leben auf der Erde beenden könnte

Eine zu große Nähe zu zwei Neutronensternen, die auf spektakuläre Weise kollidieren, könnte für einen Planeten wie die Erde katastrophal sein, haben Wissenschaftler berechnet.

Ein solches kosmisches Ereignis wird als Kilonova bezeichnet und setzt große Energiemengen in Form elektromagnetischer Strahlung und kosmischer Strahlung frei.

Wenn sich die Erde zufällig in der Schusslinie eines Strahls dieser intensiven Strahlung befände, könnte dies laut a zur Zerstörung des Lebens auf unserem Planeten führen neues Papier rein Das Astrophysikalische Journal. Um Leben zu gefährden, müssten wir uns jedoch ziemlich nahe an einer Kilonova befinden, wobei der Sicherheitsabstand je nach Art der Strahlung, die auf uns trifft, unterschiedlich ist.

„Verschmelzungen binärer Neutronensterne erzeugen hochenergetische Emissionen aus mehreren physikalisch unterschiedlichen Quellen, darunter einen Gammastrahlenausbruch (GRB) und sein Nachglühen, eine Kilonova (KN) und zu späteren Zeiten einen Rest mit einer Größe von vielen Parsec. Ionisierende Strahlung „Die Quellen dieser Quellen können gefährlich für das Leben auf erdähnlichen Planeten sein, wenn sie zu nahe beieinander liegen“, schreiben die Autoren in dem Artikel.

Kilonovas sind riesige Explosionen, größer als Supernovas, die ausgelöst werden, wenn entweder zwei Neutronensterne oder ein Neutronenstern und ein Schwarzes Loch kollidieren. Sie setzen hochenergetische Gammastrahlen frei, die an sich schon gefährlich sind, aber diese Gammastrahlen können auch mit kosmischen Gasen und Staub kollidieren und diese erhitzen, wodurch ein starkes Röntgennachleuchten entsteht. Diese Röntgenstrahlen könnten auch eine Gefahr für das Leben auf der Erde darstellen. Kilonovas senden auch Stoßwellen aus, die als Überreste bekannt sind und dazu führen können, dass Gas und Staub in der Schusslinie der Stoßwelle kosmische Strahlung aussenden.

Alle drei Arten von Strahlung sind gefährlich, da die Röntgen- und Gammastrahlen unsere Atmosphäre ionisieren und uns anfällig für Sonnenwinde und ultraviolettes Licht der Sonne machen, während kosmische Strahlen möglicherweise die Atmosphäre verdampfen lassen und weit verbreitete Artensterben verursachen.

„Wenn ausreichend nah, der Auftrag [gamma-ray] Die Kokonemission würde die Atmosphäre ionisieren und eine hemisphärenweite elektromagnetische Strahlung verursachen [electromagnetic] Impuls. Darüber hinaus würden Astronauten auf der ISS oder dem Mond ohne Schutz durch die Atmosphäre von Gammastrahlen und kosmischen Strahlen bestrahlt. „Die kosmische Strahlung würde dazu führen, dass Astronauten Lichtblitze erleben, während ihre Augen geschlossen sind, wie es bei Apollo-Astronauten der Fall war“, schreiben die Autoren in dem Artikel. „Für diejenigen auf der Erde wären die in der Atmosphäre erzeugten Myonen schwer zu vermeiden.“ und es wurde festgestellt, dass sie Mutationen und Geburtsfehler verursachen.“

Die besondere Kilonova, die in der Studie untersucht wurde, ist als GW170817 bekannt und befindet sich etwa 130 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt. Sie wurde erstmals 2017 beobachtet, nachdem Gravitationswellen beobachtet wurden, die von zwei kollidierenden Neutronensternen ausgingen und Wellen durch die Raumzeit schickten. Die gesammelten optischen und gravitativen Daten ermöglichten es den Wissenschaftlern, die von dieser Kilonova freigesetzte potenzielle Energie zu berechnen und den Mindestabstand zu berechnen, den wir aus Sicherheitsgründen von einer Kilonova entfernt haben müssten.

Die Forscher fanden heraus, dass sich eine Kilonova innerhalb von 3 Lichtjahren von der Erde befinden müsste, um vom Nachglühen der Röntgenstrahlung betroffen zu sein, und innerhalb von 13 Lichtjahren, damit die Gammastrahlung katastrophale Auswirkungen hätte. Die Auswirkungen der kosmischen Strahlung breiten sich noch weiter aus und wären bis zu einer Entfernung von 36 Lichtjahren gefährlich.

Allerdings ist es zu unserem Glück sehr unwahrscheinlich, dass in dieser Entfernung von uns in absehbarer Zeit eine Kilonova auftritt.

„Gammastrahlenausbrüche sind Blitze hochenergetischer Strahlung, die von über das ganze Universum verstreuten astrophysikalischen Quellen ausgehen. Die Blitze sind oft sehr kurz und dauern normalerweise den Bruchteil einer Sekunde bis hin zu Minuten. Diese Blitze sind von der Erdoberfläche aus nicht direkt sichtbar.“ „Die Strahlung wird von der Atmosphäre absorbiert“, sagte Andrew Klekociuk, Atmosphärenforscher beim Antarctic Climate Program Newsweek.

„Sie sind in der Geschichte der Erde selten aufgetreten. Das ist wahrscheinlich der Grund, warum wir hier sind, da ein nahegelegenes Ereignis schädlich für das Leben sein könnte, indem es eine plötzliche Änderung des Schutzes durch die Ozonschicht verursacht.“

„Die Seltenheit von BNS [binary neutron star] Fusionen in Kombination mit einem geringen Ausmaß an Letalität bedeuten, dass sie wahrscheinlich keine große Bedrohung für das Leben auf der Erde darstellen. „Wir stellen fest, dass die mittlere Wiederkehrzeit tödlicher Verschmelzungen am Standort der Sonne viel größer ist als das Alter des Universums“, schreiben die Autoren in der Studie.

Wenn ein solches Ereignis außerhalb dieser Entfernungen, aber dennoch in der Nähe auftreten würde, könnte es dennoch Auswirkungen auf die Erde und unsere Zivilisation haben.

„Aber auch wenn es nie zu einem Massenaussterben kam, ist ein nahegelegener KN [kilonova] Ereignis wäre auf der Erde sichtbar. Es würde wahrscheinlich kurz nach der Fusion die Technologie stören und über einen Monat lang hell am Himmel bleiben“, schrieben die Autoren.

In Bereichen der Galaxie, in denen es mit größerer Wahrscheinlichkeit zu Neutronensternverschmelzungen kommt, die zu Kilonovas führen, besteht möglicherweise die Chance, dass sich Leben entwickelt, das durch die freigesetzte starke Strahlung zunichte gemacht wird. Allerdings ist dies auch unwahrscheinlich, da andere kosmische Ereignisse wie Supernovae ein größeres Risiko darstellen.

„Wir kommen zu dem Schluss, dass Verschmelzungen, wenn man sie außeraxial betrachtet, das Leben auf der Erde wahrscheinlich nie in nennenswerter Weise beeinflussen werden und dass es auch unwahrscheinlich ist, dass sie potenzielles Leben in anderen Teilen der Milchstraße stören“, schreiben die Autoren. “[Previous research] beschreibt vier Komponenten der Galaxie, und die beiden, die am wahrscheinlichsten die Vorläufer der BNS-Fusion enthalten, der Halo und die dicke Scheibe, sind zu metallarm, um Planeten mit Leben zu beherbergen. Wir stellen außerdem fest, dass, wenn es Leben im Galaktischen Bulge gäbe, der die höchste Konzentration an Sternen beherbergt, SNe [supernovas] sind die größte Bedrohung.“

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