銀河系對地球影響有多大?地質史上多次滅絕,最近超新星150光年

2020-10-18 星辰大海種花家

這是一個非常有趣的話題,銀河系直徑約20萬光年,地球在距離銀心2.6萬光年的位置以每秒240千米的速度公轉,大約2.5億年環繞銀心一周,從太陽系誕生到現在,大約已經公轉了20圈左右,到現在太陽系還好好的繼續運轉,這表明前20次太陽系都安然度過了,不過誰又能保證這次不會撞到啥物件呢?

恆星環繞銀心公轉的速度並不同步

與太陽系各大行星環繞中心的太陽公轉那麼規律比起來,銀河系內的各大天體環繞銀心公轉並不同步,這主要有如下幾個因素:

行星會清理自身的軌道,但銀盤面上的恆星卻不會

首先這些恆星之間距離遙遠,比如太陽系最近的恆星也在4.22光年外,這比地球最近的行星比例要高得多,因此相互清理合併是不可能的,另外各自繞行速度之對銀心負責,因此銀盤面上的恆星公轉存在速度差,那麼從理論上來看終會有相撞的那一天!

銀心並不是一個質心,而是是一個核球,還有懸臂引力影響

與太陽系中心太陽那麼單純的天體相比,銀心的狀況十分複雜,銀心黑洞儘管有400萬倍太陽質量,但核球處何止400萬顆恆星,假如按核球發光量佔整個銀河系15%比例計算,可能核球處有超過150億顆太陽一樣的恆星,但這些恆星並不是聚集在一起,要不然它們就成黑洞了!這些恆星分布在直徑約2萬光年,厚度約1萬光年的區域。

另外還有懸臂上的恆星引力互相牽扯影響,因此恆星環繞銀心公轉的軌跡是非常複雜的,所以我們會發現有很多恆星會自行,比如巴納德星的自行速度很高,達到了每秒110千米。它是衝著太陽系來的,不過卻並沒打算和太陽系碰撞,而是在未來到達最近約3.8萬光年的位置後即遠離。

上圖是8萬年內太陽系附近的恆星距離變化,都有一個先靠近後離去的怪異軌跡,唯一的可能性就是它們環繞銀河系公轉的軌道並不和太陽系一致。

銀心恆星圍繞黑洞Sgr A*公轉的軌跡,看上去是不是像個毛線球?各位可假設一下,核球處數百億顆恆星的環繞公轉,會有可能存在恆星合併嗎?肯定存在這種可能。當然我們沒有比較好的案例,但大麥哲倫星系的R136a1卻非常有可能是幾顆恆星合併起來的。

理由是它的質量遠超愛丁頓極限的150M⊙,因此很難獨立形成那麼大質量的恆星,唯一的可能就是幾顆恆星合併,說是合併,但其實就是碰撞。

另外不要忘記了暗物質影響

早先觀測到星系存在自轉超速的現象而發現了暗物質的存在,其實銀河系也不例外,存在類似的情況,而根據計算,銀河系的暗物質數量大大超過了顯物質,銀河系的數學模型表明暗物質的質量約為1-1.5×10^12 M☉,這是一個極其龐大的數字

因此恆星在收到多種制約條件的影響,運動方式只能大致圍繞銀心公轉,而卻又各自的公轉軌道,這就是當前太陽系面臨的環境,其他恆星可能會亂竄,不過好在相互之間距離遙遠,即使亂竄也極少發生交通事故。

傳說中導致地球生物滅絕的銀心輻射

很多傳聞都喜歡將地球生物滅絕與銀心輻射聯繫起來,理由也很容易說得明白,大意是太陽系在公轉時會經過不同的區域,某些區域可能塵埃遮擋比較少,會受到大量的銀心高能射線影響而導致生命滅絕。

上圖地質史上出現的生物大滅絕事件,大致的時間以及可能的影響對象都已經有說明,至少有一點可以看出來,並不是規律的,如果是因為塵埃雲遮擋人類才倖存,那麼滅絕會周期性出現。但至少看來即使不是銀心因素,也存在大量的其他因素,比如超新星爆發事件。

1、530萬年前的上新世-更新世滅絕事件,被認為是天蠍-半人馬星協(OB星協)的超新星爆發所致

2、兩次隕石撞擊造成的滅絕事件

3、地球本身的因素比如火山噴發等

4、不明原因的滅絕事件

從這些因素來看,超新星影響是銀河系內的,我們比較幸運,最近可能影響到的超新星爆發是在640光年外的參宿四,這個距離上對地球的影響是比較小的!但有一種理論認為Ia型超新星的影響可能會在3300光年的範圍內影響地球,這樣的話飛馬座IK聯星系統會進入候選,這個聯星中的A星是一顆主序星,但B星已經演化到了白矮星,與主星的距離僅僅3100萬千米,未來主星稍稍膨脹即落入B星的洛希瓣而被吞噬物質,最終達到1.44倍的錢德拉塞卡極限,白矮星內核崩潰而導致Ia型超新星爆發!

比較要命的是飛馬座IK聯星系統距離地球才150光年,未來導致Ia型超新星爆發的可能性100%,不過比較幸運的是主星A(1.5-2.5M⊙)還在主序階段,它未來的日子還長著呢。

總的來說,從能遇見到的方向上考慮,短時間內銀河系並不會有致命性的未知事件影響地球,但這並不表示未來沒有,但具體是什麼時候,又或者什麼方式影響我們不得而知,畢竟中子星或者黑洞合併這種事件影響範圍可能會橫跨半個星系,而人類觀測銀河的另一端時受到銀心遮擋影響很大,所以有很大一部分區域(銀心為中心,太陽系對面的銀盤面)我們永遠都看不到。

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    儘管地球在整個銀河系中非常渺小,但是距離我們幾千光年之外發生的天文事件也有可能影響到地球,比如超新星爆發。這種現象被認為是宇宙中最極端的天文現象,它也是一些恆星必須經過的一個階段,但它所釋放出來的能量確實會影響到很多星球。根據報導,近期《國際天體生物學》期刊上發表了一篇關於超新星的研究論文。
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  • 超新星爆炸或是3.59億年前地球一次物種滅絕的「元兇」!
    「在地球上的災難,如大規模的火山活動和全球變暖,也可以破壞臭氧層,但這些證據是不確定的時間間隔的問題。」菲爾茲說,「相反,我們認為,距離地球約65光年的一次或多次超新星爆炸,可能是造成臭氧長期喪失的原因。」
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    宇宙中只有極少數的星系正在靠近銀河系,而其他都是在遠離而去。並且距離銀河系越遠的星系,遠離速度也越快。空間結構的膨脹可以很好地解釋這樣的現象,因為空間本身變大了,就會導致位於空間中的星系變遠,並且相隔越遠的星系遠離得越多。既然宇宙空間在變大,這意味著過去的空間要比現在更小。直至時間回溯至宇宙起源之時,空間只是一個無窮小的奇點。
  • 7500光年,超新星即將爆炸,產生的伽馬射線暴,地球能躲過麼
    其是超新星爆炸時,極短(0.1秒—1000秒)時間內釋放的巨大的能量。這個能量有多大呢?那麼這個有效殺傷範圍有多大呢?目前科學界沒有一個統一的認知,但是普遍認為保險的距離是10000光年!所以這次7500光年還是不夠保險!1997年曾觀測到的「伽馬射線暴」,距離地球120億光年,在50秒內釋放的能量是整個銀河系200年釋放的能量總和,而1999年發現的另外一起「伽馬射線暴」,其威力是97年的10倍!
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    地球上有曾經有過多次的生物滅絕事件,許多生物都遭受到了滅頂之災。我在以前的文章中也曾經詳細介紹過五次生物大滅絕事件,並且對產生的原因和後果都進行了分析。一般來說,氣候的變化是影響生物生存的重要因素,很多生物因為難以適應生存環境的變化,因此在很短的時間內就消失了。
  • 如果在幾十光年內發生超新星爆炸,會對地球生物造成什麼危害?
    如果在幾十光年內發生超新星爆炸,那麼地球生命將會面臨全部滅絕的危險。幾十光年以內,已經算是近地超新星了,對於恆星自身質量塌縮引起的II型超新星,爆炸瞬間釋放能量是太陽的數千億倍,瞬間亮度比銀河系其他恆星的總亮度還高。
  • 地球上的物種大滅絕或是超新星爆發所致
    我們認為,距離地球約65光年的一次或多次超新星爆發,可能是造成臭氧長期喪失的原因。」研究的主導者、美國伊利諾斯大學香檳分校的天文學和物理學教授Brian Fields說。該小組還探索了臭氧損耗的其他天體物理原因,如隕石撞擊、太陽噴發和伽馬射線爆發。「但這些事件很快就會結束,不太可能像泥盆紀末期那樣造成持續時間較長的臭氧消耗。」
  • 地球繞太陽有四季,太陽系繞銀河系也有四季嗎?冬季在哪裡?
    從太陽系形成之後,銀河系對於太陽系的積極意義將不再存在,而且由於左鄰右舍的恆星發展並不均衡,時不時的超新星爆發還有可能對地球造成毀滅性的影響,比如地質史上數次滅絕被認為誘導因素就是超新星爆發但這些都不是周期性的,偶發性概率很大,比如當前狀態下距離地球30光年內的恆星並沒有打算爆發超新星,或者質量不夠根本不足以形成超新星,比如距離地球最近最亮的恆星(除太陽外)就是天狼星,質量只有太陽的2倍,未來結局也是白矮星