Звезда Бетельгейзе как будущая Сверхновая опасна для человечества.

На основе анализа астрофизических данных показана высокая вероятность наблюдения в исторически близкое время ( годы-сотни лет- тысячи лет) близкой вспышки Сверхновой с мощным мутагенным воздействием на земную биосферу. В первом приближении оценены параметры воздействия ультрафиолетового, гамма и корпускулярного излучения. В случае взрыва как Сверхновой звезды Бетельгейзе , поток УФ излучения в диапазоне 200-300 нм составит до 35-55 Дж/м2 и станет наиболее мощным мутагенным фактором за последние два миллиона лет, флюенс релятивистских ядер (в основном, протонов и гелия) с энергией до 1,8 ГэВ на границе магнитосферы Земли составит до 5*105 - 2*106 част/см2. Последние станут вторым сильнейшим мутагенным фактором после УФ излучения. На границе атмосферы Земли в первые годы будет наблюдаться воздействие гамма-излучения с мощностью дозы более 5 мЗв/ч. Полеты реактивных самолетов на высотах более 1-3 км будут невозможны из-за недопустимой дозовой нагрузки на пилотов и пассажиров. Пилотируемая космонавтика прекратиться на годы. Последние астрофизические исследования показывают, что могут быть созданы технические средства постоянного мониторинга звезды Бетельгейзе, которые позволят предупредить службы гражданской обороны, правительства, военных и население за несколько часов до этого события.

Звезда Бетельгейзе в созвездии Ориона

Звезда Бетельгейзе в созвездии Ориона

В течение последних одиннадцати миллионов лет в скоплении молодых звезд Sco-Cen произошло двадцать вспышек Сверхновых. Сейчас это скопление находится на расстоянии 120 пс от Солнца. Ближайшая из Сверхновых находилась на расстоянии около 40 пс (130 св.лет) от нашей планеты. Это доказано в /1/ путем исследования авторами распределения изотопа 60Fe в пробах глубоководных океанских осадочных пород. Избыток изотопа 60Fe образовался в результате воздействия излучения вспышек Сверхновых. Пики вспышек пришлись на 7-8, 10-11 и 2-3 миллиона лет назад. Ранее /2/ были экспериментально исследованы излишки изотопа 60Fe в глубоководных океанских пробах осадочных пород, которые показали его осаждение в двух слоях, соответственно, в период 0-2,8 и 3,7-5,9 миллиона лет назад. Было так же показано, что изотоп из второго слоя связан со вспышкой Сверхновой, произошедшей 5 миллионов лет назад на расстоянии около 30 пс (ок. 100 св.лет) от Солнца. При этом отмечено, что два миллиона лет назад, вспышка одной из Сверхновых, локализованная достаточно близко к Земле, чтобы серьезно повредить озоновый слой, вызвала или способствовала Плиоцен-Плейстоценовому вымиранию морских организмов.

сравнение Звезды Бетельгейзе в созвездии Ориона с Солнцем

сравнение Звезды Бетельгейзе в созвездии Ориона с Солнцем

Именно она отвечает за избыток изотопа 60Fe в первом слое. Вызванная вспышкой этой Сверхновой «ультрафиолетовая катастрофа», способствовала ограничению жизнедеятельности планктона, кораллов и других организмов , совпадающему по времени с самым близким подходом звездного скопления Sco-Cen, в течение которого вероятность близлежащих взрывов Сверхновых была наиболее высокой. Ультрафиолетовая вспышка во время типичной сверхновой составляет 1040 Дж в диапазоне длин волн 200-300 мкм. /3/

Критериальный поток УФ излучения, приводящий к мутагенным последствиям, составляет около 0,6 Дж/м2 /3/. С учетом атмосферного поглощения, в /3/ показано, что критериальный радиус УФ поражения (по значимым мутагенным факторам) для типичной сверхновой I,II типов составляет до 1 килопарсека и может быть меньше при нахождении Сверхновой за областями межзвездного газа и космической пыли. С учетом последнего фактора, частота критериальных по УФ - воздействию вспышек сверхновых в /3/ оценивается как одна в сто тысяч лет, в /5/ - 0,3 за тысячелетие в радиусе 3 кпк, что соответствует трем за сто тысяч лет.

Наиболее вероятным кандидатом на Сверхновую в ближайшие годы- тысячи лет является звезда Бетельгейзе (альфа Ориона) - красный сверхгигант, одна из самых больших известных звезд нулевой звездной величины с диаметром около 1000 диаметров Солнца. Бетельгейзе относится также к классу полуправильных переменных звезд, так как ее яркость пульсирует с периодом около 6 лет. Наблюдения в ультрафиолете, проведенные с помощью космического телескопа «Хаббл», показали, что Бетельгейзе окружена обширной хромосферой, масса которой составляет приблизительно двадцать солнечных. Яркость нерегулярно изменяется между величинами 0.4m и 0.9m с периодом около шести лет. Наблюдается асимметричная пульсация, характерная для звезд-сверхгигантов на самой последней стадии эволюции. Как правило, стадия пульсаций заканчивается образованием сверхновой II типа.

По данным 2009 года /4/ Бетельгейзе за последние 15 лет уменьшилась в размерах примерно на 15%, что может говорить о приближении стадии коллапса в наше время. Исследования основаны на данных, собранных с использованием Инфракрасного пространственного интерферометра в Беркли (Infrared Spatial Interferometer, ISI). Интерферометр представляет собой конструкцию из трех 65-дюймовых (1.65 м) телескопов, работающих в среднем диапазоне инфракрасных волн. Максимальная база интерферометра - 70 м, что на длине волны в 11 мкм позволяет получить разрешение в 0.003 секунд дуги. Бетельгейзе окружена протяженной оболочкой, состоящей из пыли и газа, поэтому измерение диаметра в видимом диапазоне до этого было затруднено. Поэтому был использован инфракрасный диапазон, для которого эта оболочка прозрачна. Начиная с 1993 года диаметр Бетельгейзе изменился с 11.2 а.е. до величины 9.6 а.е., причем за первую половину периода наблюдения диаметр изменился на 4%, а во вторую на 11%. Если кривая изменения диаметра будет монотонной вплоть до двукратного уменьшения диаметра, за которым последует коллапс, он может произойти вскоре после 2012 -2015 года.

Неизвестен точный сценарий, по которому происходит эволюция красного сверхгиганта на последней стадии его существования. Помимо наблюдающихся короткопериодических, могут быть, ддлиннопериодические осцилляции диаметра звезды. Может так же быть нестабильность внутри звезды, которая приводит к ее коллапсу или произошел выброс вещества. Бетельгейзе постепенно приближается к моменту, когда из-за термоядерных реакций, идущих в ее глубине, будет полностью переработан весь входящий в ее состав водород, а затем и другие элементы, которые способны вступать в реакцию синтеза с выделением энергии. После достижения этого момента, давление внутри звезды уже не сможет компенсировать сжатие, происходящее под действием сил гравитации. Начинается коллапс, в сверхплотным ядре начинается реакция поглощения электронов протонами, с превращением их в нейтроны, выходом нейтрино, огромным энерговыделением, взрывным сбросом оболочки – взрыв сверхновой II типа.

Диаметр Бетельгейзе, измеренный на волне в 11.15 мкм в течение 15 лет,: рис в /4 / C. H. Townes et al.)

При взрыве типовой сверхновой кроме начального импульса рентгена, который спадает несколько лет, образуется цепочка гамма-излучателей в количестве 0,075-0,1 массы Солнца (Ni-56- >Co-56(847,1288 кэВ)->Fe-56) /5/.Светимость типовой Сверхновой в гамма-диапазоне падает с 1035 Дж/с до 1033 Дж/с за два года, до 1031 - за три года, дальше просходит распад Co-57, Ti-44, Na-22 - спад замедляется. С 1031 до 1030 спад активности происходит с третьего по пятый года. В максимуме активности это соответствует 0,5-0,8 мДж/м2 т.е. (3-5)*105 квантов со средней энергией 1 МэВ на 1 см2 в секунду на границе Земной атмосферы от Сверхновой на расстоянии 320-500 св лет. Таким образом, на границе атмосферы Земли в первые годы будет наблюдаться воздействие гамма-излучения с мощностью дозы более 5 мЗв/ч. С учетом кривой спада рентгеновского излучения и прихода ГэВных заряженных частиц, помимо возможных мутагенных факторов, о пилотируемой космонавтике придется забыть на десятилетия.

В случае взрыва как Сверхновой звезды Бетельгейзе , находящейся на расстоянии 320-500 св. лет от Земли, поток УФ излучения в диапазоне 200-300 нм составит 35-87 Дж/м2 и станет наиболее мощным мутагенным фактором за последние два миллиона лет. Ее превращение в сверхновую будет сопровождаться сбросом оболочки около 10-4 ее массы , состоящей , в основном, из водорода и гелия с энергией каждого ядра до 1,8 ГэВ /5/. На Земле детектор типа Камиоканде II зарегистрирует нейтринную вспышку интенсивностью в 25-75 тысяч событий (пересчитано по результатам измерений на Камиоканде II вспышки от SN1987 /5/) .

Через несколько часов (до суток) после регистрации нейтрино /6/, станет видна даже днем ярчайшая звезда, сравнимая по блеску с полной Луной. В течение нескольких десятков - сотен лет после максимума через 40-50 лет после прихода на Землю квантов и нейтрино, на Землю будут воздействовать релятивистские ядра (в основном, протоны и гелий) оболочки Сверхновой с максимальной энергией 1,8 ГэВ – их полный флюенс на границе магнитосферы Земли составит 5*105 - 2*106 част/см2. Частично они будут захвачены магнитосферой, частично вызовут рождение вторичных частиц в атмосфере, с которыми частично дойдут до поверхности Земли, став вторым сильнейшим мутагенным фактором после УФ излучения. Из данных /7/ следует, что взрыва Бетельгейзе можно ожидать в ближайшие несколько тысяч лет.

По последним данным /8/, можно отследить события, предшествующие взрыву сверхновой звезды - за несколько часов до вспышки в оптическом диапазоне ее яркость в ультрафиолетовом диапазоне значительно увеличивается. Это показано в статье, опубликованной в журнале Science. Авторы работы, группа ученых из Великобритании, Германии, Канады и Южной Кореи, отмечают, что взрывы сверхновой обычно фиксируются только спустя несколько дней, однако теперь им удалось наблюдать события, которые предшествовали катастрофе. “Наблюдения сверхновой SNLS-04D2dc с помощью орбитального телескопа Galaxy Evolution Explorer раскрыли излучение-предшественник, которое возникает перед тем, как взрывная волна достигнет поверхности звезды и начнется сама вспышка”, - говорится в статье. По словам авторов статьи, за несколько часов до вспышки они наблюдали резкое увеличение светимости звезды в ультрафиолетовом диапазоне. Ранее с помощью орбитального телескопа Swift удалось зафиксировать увеличение яркости звезды в рентгеновском диапазоне за несколько минут перед вспышкой, что свидетельствовало о выходе ударной волны на поверхность.

Таким образом, непрерывный мониторинг Бетельгейзе в ультрафиолетовом и рентгеновском диапазонах с околоземной орбиты с помощью космического аппарата, может позволить предупредить службы гражданской обороны, правительства, военных и население за несколько часов до вспышки Сверхновой.

Литература.

1. “EVIDENCE FOR NEARBY SUPERNOVA EXPLOSIONS” Narciso Benitez, Department of Physics and Astronomy, Johns Hopkins University, Jesuus Maiz-Apellaniz, Space Telescope Science Institute. Preprint - November 8, 2002
2. Knie K, Korschinek G, Faestermann T, et al. Phys.Rev.Lett 83, 18 (1999)
3. ”Disturbance Ecology from Nearby Supernovae” D.H. Hartmann - Clemson University, Department of Physics & Astronomy, K. Kretschmer , R. Diehl - Max-Planck Institut fur Extraterrestrische Physik, Preprint- May 8, 2002
4. C. H. Townes, E. H. Wishnow, D. D. S. Hale, B. Walp, “A Systematic Change with Time in the Size of Betelgeuse”,The Astrophysical Journal Letters, Volume 697, Number 2 (2009 June 1)
5. «Релятивистская астрофизика», Зельдович Я.Б., Новиков И.Д., М., Наука
6. «Астрофизика элементарных частиц», Клапдор-Клайнгротхаус Г.В., Цюбер К.,М.,2000г.
7. David H. Weinberg , associate professor at The Ohio State University Department of Astronomy in Columbus, Ohio, Частное сообщение
8. A. M. Soderberg et al, “An extremely luminous X-ray outburst at the birth of a supernova” Nature 453, 469-474 (22 May 2008)

оцени ерундапонравилось
Загрузка ... Загрузка ...

Подписаться, не комментируя


  • Астрономы впервые увидели взрыв на краю Вселенной
  • Хаббл запечатлел панораму колоссальных звёзд
  • Первые снимки иной солнечной системы
  • Тайны темной энергии
  • Интересные факты о космосе
  • В нашей галактике миллиард миров похожи на Землю
  • Солнце — двойная звезда! Кирилл Бутусов о Раджа-Солнце.
  • Телескоп Chandra сфотографировал галактику
  • Планета Нибиру приближается! 21 декабря 2012 года она пройдет через эклиптику планеты в виде яркой красной звезды.
  • Астрономы обнаружили самую горячую из всех известных планет
  • HAARP - КЛИМАТИЧЕСКОЕ ОРУЖИЕ (видео фильм Галины Царевой)

  • Комментировать:

    РУБРИКИ:

    православные знакомства Светелка


    НАЙТИ: