Le stelle come il sole sono straordinariamente costanti. Variano in luminosità solo dello 0,1% nel corso di anni e decenni, grazie alla fusione dell'idrogeno nell'elio che li alimenta. Questo processo manterrà il sole splendente costantemente per circa altri 5 miliardi di anni, ma quando le stelle esauriscono il loro combustibile nucleare, la loro morte può provocare eventi pirotecnici.
Il sole alla fine morirà ingrandendosi e poi condensandosi in un tipo di stella chiamata nana bianca. Ma le stelle più di otto volte più massicce del Sole muoiono violentemente in un'esplosione chiamata supernova.
Le supernove si verificano nella Via Lattea solo poche volte nel corso di un secolo e queste violente esplosioni sono solitamente abbastanza remote da non essere notate dalle persone qui sulla Terra. Affinché una stella morente possa avere qualche effetto sulla vita sul nostro pianeta, dovrebbe trasformarsi in una supernova entro 100 anni luce dalla Terra.
Sono un astronomo che studia cosmologia e buchi neri.
Nei miei scritti sulla fine cosmica, ho descritto la minaccia rappresentata dai cataclismi stellari come le supernovae e fenomeni correlati come i lampi di raggi gamma. La maggior parte di questi cataclismi sono remoti, ma quando si verificano più vicino a casa possono rappresentare una minaccia per la vita sulla Terra.
Pochissime stelle sono abbastanza massicce da morire in una supernova. Ma quando lo fa, rivaleggia brevemente con la luminosità di miliardi di stelle. Con una supernova ogni 50 anni e con 100 miliardi di galassie nell'universo, da qualche parte nell'universo una supernova esplode ogni centesimo di secondo.
La stella morente emette radiazioni ad alta energia come raggi gamma. I raggi gamma sono una forma di radiazione elettromagnetica con lunghezze d'onda molto più corte delle onde luminose, il che significa che sono invisibili all'occhio umano. La stella morente rilascia anche un torrente di particelle ad alta energia sotto forma di raggi cosmici:particelle subatomiche che si muovono quasi alla velocità della luce.
Le supernovae nella Via Lattea sono rare, ma alcune sono state abbastanza vicine alla Terra da farne parlare i documenti storici. Nel 185 d.C. apparve una stella in un luogo dove prima non era stata vista alcuna stella. Probabilmente era una supernova.
Gli osservatori di tutto il mondo videro una stella luminosa apparire improvvisamente nel 1006 d.C. Gli astronomi successivamente la abbinarono a una supernova distante 7.200 anni luce. Poi, nel 1054 d.C., gli astronomi cinesi registrarono una stella visibile nel cielo diurno che gli astronomi successivamente identificarono come una supernova distante 6.500 anni luce.
Johannes Kepler osservò l'ultima supernova nella Via Lattea nel 1604, quindi in senso statistico la prossima è attesa.
A 600 anni luce di distanza, la supergigante rossa Betelgeuse nella costellazione di Orione è la stella massiccia più vicina alla fine della sua vita. Quando diventerà una supernova, brillerà luminosa come la luna piena per chi guarda dalla Terra, senza causare alcun danno alla vita sul nostro pianeta.
Se una stella si avvicinasse abbastanza alla Terra, la radiazione dei raggi gamma potrebbe danneggiare parte della protezione planetaria che consente alla vita di prosperare sulla Terra. C'è un ritardo temporale dovuto alla velocità finita della luce. Se una supernova si spegne a 100 anni luce di distanza, ci vogliono 100 anni per vederla.
Gli astronomi hanno trovato prove di una supernova distante 300 anni luce che esplose 2,5 milioni di anni fa. Gli atomi radioattivi intrappolati nei sedimenti del fondale marino sono i segni rivelatori di questo evento. Le radiazioni dei raggi gamma hanno eroso lo strato di ozono, che protegge la vita sulla Terra dalle radiazioni nocive del sole. Questo evento avrebbe raffreddato il clima, portando all'estinzione di alcune specie antiche.
La sicurezza da una supernova arriva con una maggiore distanza. I raggi gamma e i raggi cosmici si diffondono in tutte le direzioni una volta emessi da una supernova, quindi la frazione che raggiunge la Terra diminuisce all’aumentare della distanza. Ad esempio, immagina due supernove identiche, di cui una 10 volte più vicina alla Terra dell'altra. La Terra riceverebbe una radiazione circa cento volte più forte dall'evento più vicino.
Una supernova nel raggio di 30 anni luce sarebbe catastrofica, poiché ridurrebbe gravemente lo strato di ozono, interromperebbe la catena alimentare marina e probabilmente causerebbe un’estinzione di massa. Alcuni astronomi ipotizzano che le supernovae vicine abbiano innescato una serie di estinzioni di massa tra 360 e 375 milioni di anni fa. Fortunatamente, questi eventi accadono entro 30 anni luce solo ogni poche centinaia di milioni di anni.
Quando le stelle di neutroni si scontrano
Ma le supernove non sono gli unici eventi che emettono raggi gamma. Le collisioni tra stelle di neutroni causano fenomeni ad alta energia che vanno dai raggi gamma alle onde gravitazionali.
Lasciate indietro dopo l'esplosione di una supernova, le stelle di neutroni sono sfere di materia delle dimensioni di una città con la densità di un nucleo atomico, quindi 300 trilioni di volte più dense del sole. Queste collisioni hanno creato gran parte dell’oro e dei metalli preziosi presenti sulla Terra. L'intensa pressione causata dalla collisione di due oggetti ultradensi forza i neutroni nei nuclei atomici, creando elementi più pesanti come oro e platino.
La collisione di una stella di neutroni genera un'intensa esplosione di raggi gamma. Questi raggi gamma sono concentrati in uno stretto getto di radiazioni che ha una grande potenza.
Se la Terra si trovasse sulla linea di fuoco di un lampo di raggi gamma entro 10.000 anni luce, o nel 10% del diametro della galassia, il lampo danneggerebbe gravemente lo strato di ozono. Danneggerebbe anche il DNA all'interno delle cellule degli organismi, a un livello tale da uccidere molte forme di vita semplici come i batteri.
Sembra inquietante, ma le stelle di neutroni in genere non si formano in coppia, quindi nella Via Lattea si verifica solo una collisione ogni 10.000 anni circa. Sono 100 volte più rare delle esplosioni di supernova. Nell'intero universo si verifica una collisione di stelle di neutroni ogni pochi minuti.
Le esplosioni di raggi gamma potrebbero non rappresentare una minaccia imminente per la vita sulla Terra, ma su scale temporali molto lunghe, le esplosioni colpiranno inevitabilmente la Terra. Le probabilità che un lampo di raggi gamma scateni un'estinzione di massa sono del 50% negli ultimi 500 milioni di anni e del 90% nei 4 miliardi di anni da quando è esistita la vita sulla Terra.
Basandosi su questi calcoli, è molto probabile che un lampo di raggi gamma abbia causato una delle cinque estinzioni di massa avvenute negli ultimi 500 milioni di anni. Gli astronomi sostengono che un lampo di raggi gamma abbia causato la prima estinzione di massa 440 milioni di anni fa, quando scomparve il 60% di tutte le creature marine.
Gli eventi astrofisici più estremi hanno una lunga portata. Gli astronomi se ne sono ricordati nell'ottobre 2022, quando un impulso di radiazione ha attraversato il sistema solare e ha sovraccaricato tutti i telescopi per raggi gamma nello spazio.
Si è trattato del lampo di raggi gamma più brillante mai avvenuto dall'inizio della civiltà umana. La radiazione causò un improvviso disturbo alla ionosfera terrestre, anche se la fonte era un'esplosione a quasi 2 miliardi di anni luce di distanza. La vita sulla Terra non è stata influenzata, ma il fatto che abbia alterato la ionosfera è deludente:un'esplosione simile nella Via Lattea sarebbe un milione di volte più luminosa.
Fornito da The Conversation
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