Зіткнення двох нейтронних зірок, тісно пов’язаних на орбіті, що спадає, є відносно рідкісною подією. У всій галактиці Чумацький Шлях, з усіх 100 мільярдів зірок, за оцінками вчених, існує лише близько 10 нейтронних зіркових бінарних систем, призначених для зіткнення.
На сьогоднішній день ми виявили лише кілька кілоновальних вибухів, які слідують за таким зіткненням, і жодного з них немає в нашій галактиці. Але що, якби кілонова сталася у Чумацькому Шляху? Що б це означало для життя на Землі?
На думку команди під керівництвом фізика Хейла Перкінса з Університету Іллінойсу в Урбана-Шампейн, нічого хорошого, якщо вибух стався в певній близькості. Ця інформація, ймовірно, не дуже допоможе, якщо дві нейтронні зірки зіткнулися поблизу – але приємно знати, наскільки смертоносним може бути космос.
Висновки команди, завантажені на сервер препринтів arXiv, свідчать про те, що найбільшу небезпеку становлять космічні промені, якщо ми не перебуваємо на шляху гамма-спалаху Кілонової на відстані до 35 світлових років. Якщо ж ми опинимося на цьому шляху, то смертельна близькість становитиме 300 світлових років – але ми повинні бути в точно визначеному місці.
Це допомагає нам оцінити загрози для нашого власного існування, а також дозволить вченим визначити ймовірність виживання життя в інших світах поблизу цих зоряних руйнівних подій, які спалахують з потужним випромінюванням, що руйнує атмосферу.
Бінарні нейтронні зіткнення зірок – на основі мізерної кількості спостережень – мають кілька компонентів.
Зазвичай це короткочасний сплеск гамма-випромінювання (наднові зірки, що колапсують, довші), що спалахує парою вузьких струменів по обидва боки зірок, які зіштовхуються, а також гамма-кокони навколо кожного струменя, які утворюються, коли струмінь намагається пробитися крізь матеріал, що виплеснувся під час кілонової.
Коли струмені врізаються в навколишнє міжзоряне середовище, вони випромінюють потужне рентгенівське випромінювання, відоме як рентгенівське післясвітіння. І в міру того, як ситуація розвивається протягом років і століть, з центру зіткнення в космос поширюється бульбашка космічного проміння.
Перкінс та її команда дослідили, як ці події можуть вплинути на планету, спираючись на те, що ми знаємо про перше коли-небудь виявлене зіткнення нейтронної зірки, GW170817.
Вони виявили, що будь-яка жива істота в межах вузького діапазону струменя на відстані 91 парсек – 297 світлових років – ймовірно, загине через потужне гамма-випромінювання. За межами цього вузького діапазону, однак, дещо безпечніше. Щоб потрапити під гамма-випромінювання від структур кокона, потрібно перебувати на відстані близько 13 світлових років.
Компоненти злиття двох нейтронних зірок. (Перкінс та ін., arXiv, 2023)
Обидві ці загрози існуватимуть лише протягом короткого часу; вони позбавлять озоновий шар Землі озону, на відновлення якого знадобиться близько чотирьох років. Рентгенівське випромінювання, як з’ясувала команда, набагато смертоносніше, оскільки післясвітіння триває набагато довше, ніж гамма-випромінювання. Однак, вам все одно потрібно бути відносно близько – в межах приблизно 16 світлових років.
Дослідники виявили, що саме довготривала бульбашка космічних променів становить найбільшу загрозу. Прискорені кілоновим залишком, вони зруйнують озоновий шар, зробивши Землю вразливою і закидаючи її радіацією на тисячі років. Це спричинило б руйнівне масове вимирання. Для цього ми повинні знаходитись на відстані близько 35 світлових років від джерела.
Тож наразі ми, ймовірно, у відносній безпеці від такої смерті. Насправді, нам набагато більше загрожує щось тут, у Сонячній системі: гігантські спалахи на нашому власному Сонці. Після цього нам слід побоюватися зіткнень з астероїдами, а потім надновими. Кілонові, принаймні в цьому списку, викликають найменше занепокоєння, незважаючи на небезпеку, яку вони можуть становити.
“Рідкість злиття подвійних нейтронних зірок у поєднанні з невеликим діапазоном летальності означає, що вони, ймовірно, не становлять серйозної загрози для життя на Землі. Ми виявили, що середній час повторюваності смертоносних злиттів у місці розташування Сонця набагато більший, ніж вік Всесвіту”, – пишуть дослідники.
“Однак, навіть якщо це ніколи не призведе до масового вимирання, найближча кілонова подія була б видимою на Землі. Вона, ймовірно, зруйнувала б технології незабаром після злиття і залишалася б яскравою в небі більше місяця”.
Що ж, принаймні, це те, на що варто з нетерпінням чекати.
