超新星爆炸可能幫助塑造了地球的氣候歷史

2021-01-12 騰訊網

這張第谷超新星遺蹟的照片是由錢德拉X射線天文臺拍攝的。圖中的低能X射線(紅色)顯示了超新星爆炸產生的膨脹碎片,高能X射線(藍色)顯示了爆炸波,一種由高能電子組成的外殼。

恆星爆炸在地球氣候史上的作用可能比科學家們想像的要大。

一項新的研究報告稱,在過去4萬年裡,附近的超新星在地球的樹輪記錄中留下了一系列可能的指紋,可能在這段時間內多次破壞地球的氣候。

「這些都是極端事件,它們的潛在影響似乎與樹木年輪記錄相符,」研究報告作者、科羅拉多大學博爾德分校北極和阿爾卑斯山研究所高級研究員羅伯特·布拉肯裡奇在一份報告中說。

布拉肯裡奇列出了18顆超新星的名單,這些超新星是在地球4900光年內發生的劇烈爆炸,標誌著某些恆星的死亡。然後他將這些宇宙事件的估計時間與樹木年輪記錄中觀察到的碳-14峰值進行了比較。

碳14是碳的放射性同位素,它的原子核中含有八個中子,而不是通常的六個。碳-14在地球上是稀有的,它不會在沒有外界影響的情況下自然發生,也就是說,來自深空的高能輻射流進來,它可以將我們大氣中的一些「正常」碳轉化為碳-14(這解釋了為什麼這種同位素也被稱為放射性碳)。

布拉肯裡奇說:「一般來說,每年都有穩定的數量。樹木吸收二氧化碳,其中一部分是放射性碳。」

然而,放射性碳的數量並不總是穩定的。科學家們在樹木年輪記錄中發現了尖峰,這通常被認為是來自太陽的強大耀斑。但布拉肯裡奇懷疑超新星可能與此有關,因此他調查了一個可能的聯繫。

他有了一個重大發現,他名單上最近的超新星中有八個發生在一個短暫的放射性碳峰值的時刻。這種關聯對於四顆超新星來說尤其強烈,其中一顆13000年前的超新星終結了船帆座中距地球815光年恆星的生命。

布拉肯裡奇發現,爆炸發生後不久,地球大氣中的放射性碳含量短暫上升了約3%。

考慮到所涉及的各種不確定性,結果並非決定性的。布拉肯裡奇說,例如,很難精確地確定超新星的年代;據推測,Vela爆炸的時間可能會偏離1500年之久。但他認為,上周發表在《國際天體生物學雜誌》上的新結果表明,有必要對超新星放射性碳鏈進行更多的研究。

布拉肯裡奇說:「讓我繼續前進的是,當我看到地球記錄時,我會說,『天哪,預測和模擬的效果確實存在。』。

他不是唯一一個提出超新星可能對地球生命產生重大影響的科學家。其他研究假設,附近的恆星爆炸通過改變我們星球的大氣層和引起氣候變化,已經或促成了一些大滅絕。

超新星

超新星是恆星演化過程中的一個階段,某些恆星在演化接近末期時經歷的一種劇烈爆炸。 對於大質量的恆星,如質量相當於太陽質量的8~20倍的恆星,由於質量的巨大,在它們演化的後期,星核和星殼徹底分離的時候,往往要伴隨著一次超級規模的大爆炸。

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    在距離地球1億光年遠的地方,天文學家發現一顆不同尋常的超新星正在爆炸。這顆正在爆炸的恆星被稱為「超新星LSQ14fmg」,是由佛羅裡達州立大學物理學助理教授埃裡克·肖領導的一個37人國際研究小組發現的遙遠天體。其研究發現發表在《天體物理學》期刊上,幫助揭示了這顆恆星所屬的超新星群起源。
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