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近地超新星

邻近地球的超新星，是指与地球距离足够近（大约小于10到300秒差距即30~1000光年），以致于恒星死亡产生爆炸的结果足以对地球的生物圈产生影响的超新星。

蟹状星云是与1054超新星相关联的脉冲风星云，它位于金牛座与地球的距离大约6,500光年[1]。

对行星的效应 编辑

伽玛射线是超新星对类地行星的生物可能产生负面影响，最需要负责的部分。在地球的状况，伽玛射线诱使上层的大气层发生化学变化，转变氮分子成为氧化氮，消耗掉臭氧层使地球表面暴露在有害的太阳和宇宙辐射下[来源请求]。

各类型的风险 编辑

考虑在附近对地球可能造成影响的超新星候选人多半都聚焦在巨大的II型超新星。在距离太阳数百光年的距离内，有几颗显著的恒星成为候选人，在未来的一千年内可能成为超新星，一个例子就是距离地球640光年的红超巨星参宿四（猎户座α星）[2]。经由光谱，预言可能成为超新星的这个天体被认为对地球会产生一些影响。

最近的估计预测距离地球8秒差距（26光年）的II型超新星会摧毁地球一半的臭氧层[3]，这样的预测主要是依据1987年在大麦哲伦星系爆炸的第II型超新星SN 1987A被测量到的辐射通量。估计在距离地球10秒差距内出现超新星的几率是每十亿年0.05至0.5颗 [4] to 10 per Ga.[5]有些作者的估计是基于超新星都发生在星系螺旋臂的理念上，并且超新星爆炸在太阳附近的区域大约要一千万年才会出现一颗（我们现在进入或已在猎户臂）。乔瑞丝等人最近的论文引用的资料是在10秒差距的区域内每十亿年只获产称3颗超新星[3]，在给定的距离D产生超新星的频率，当D值小时比例值是距离的三次方（D3），而由于星系盘面的厚度是有限的，因此当距离D够大时，比例值是距离的二次方（D2）。例如，相对来说距离较近的超新星有船帆座超新星残骸（大约800年至1,200年之前）和Geminga（距离约550光年，大约300,000年前爆炸）。

如果Ia超新星在与地球的够近的距离内爆炸被认为是最危险的，因为Ia超新星是由暗淡且普通的白矮星引起的，很可能在难以研究的恒星系统内，不可预期的发生对地球有影响的超新星爆炸。一种理论认为Ia超新星在1,000秒差距（3,300光年）的距离上就会影响到地球[6]。最接近的候选者是飞马座IK（见下文）[7]。

过去的事件 编辑

来自短生命期放射性同位素显示，确认邻近的超新星有助于太阳系的组成，甚至可能因而触发这个体系的形成[8]。在天文学的时间周期内，超新星制造的重元素最终得以在地球上产生生命化学。

在1996年，伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的天文学家认为从检测地球上岩地层的金属同位素印记可以追踪过去的超新星。随后，来自慕尼黑工业大学的研究报告指出太平洋深海的岩石有着丰富的铁60[9][10][11]。这些铁的同位素（总共只有23个原子）是在1300万年前，仅有2公分厚的地壳顶端发现的。估计超新星的爆炸要么发生在500万年之内，要么发生在非常靠近太阳系的地方，否则不会还有这么多的铁60依然残留着。超新星发生在很靠近的地方将会导致生物的大灭绝，但是在那个时期并未发生[12]，而铁的数量显示距离不会超过30秒差距。另一方面，作者估计在距离少于D（对于合理的小D）的超新星发生频率大约为每Ga（D/10 pc）3。因此过去500万年内在30秒差距的距离内产生超新星的几率只有5%。他们指出，因为我们正在进入猎户臂，所以这种可能性很高。

Adrian L. Melott 等人估计来自伽玛射线暴的"危险密度"在每十亿年中是发生超新星爆炸的两倍或更多，并且被认为是奥陶系结束灭绝，导致地球上60%的海洋生命灭绝的原因[13]。

在1998年发现的一个超新星残骸，RX J0852.0-4622，位于船帆座超新星残骸的前方（看似）[14]，发现单独来自他的钛-44（半衰期90年）蜕变γ射线[15]，显示它必然是在最近才爆炸的（或许在公元1,200年），但在历史上毫无记录。γ射线和X-射线的通量显示这颗超新星相对是很接近地球的（或许只有200秒差距，或是660光年）。如果真是如此，这是一个令人吃惊的事件，因为在200秒差距的距离内发生超新星爆炸的几率估计是100,000年一次[11]。

在2009年，研究人员在南极的冰核中发现硝酸盐，其年代对应于已知的公元1006年和1054年超新星，以及大约是1060年的年代。硝酸盐显然是来自超新星的γ射线所形成的氮氧化物，这种技术应该能够检测出过去数千年内的超新星[16]。

参见 编辑

参考资料 编辑

  1. ^ Kaplan, D. L.; Chatterjee, S.; Gaensler, B. M.; Anderson, J., A Precise Proper Motion for the Crab Pulsar, and the Difficulty of Testing Spin-Kick Alignment for Young Neutron Stars, Accepted for publication in the Astrophysical Journal, 2008, 677: 1201 [2009-08-31], doi:10.1086/529026, （原始内容存档于2020-03-01） 
  2. ^ Supernova Remnants and Neutron Stars. Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics. 2005-08-02 [2006-06-08]. （原始内容存档于2015-06-12）. 
  3. ^ 3.0 3.1 Gehrels, Neil; Laird, Claude M. et al.. Ozone Depletion from Nearby Supernovae. Astrophysical Journal. 2003-03-10, 585: 1169–1176 [2007-02-01]. doi:10.1086/346127. 
  4. ^ Whitten, R. C.; Cuzzi, J.; Borucki W. J.; Wolfe, J. H. Effect of nearby supernova explosions on atmospheric ozone. Nature. 1976, 263: 263 [2007-02-01]. doi:10.1038/263398a0. （原始内容存档于2007-02-14）. 
  5. ^ Clark, D. H.; McCrea, W. H.; Stephenson, F. R. Frequency of nearby supernovae and climactic and biological catastrophes. Nature. 1977, 265: 318–319 [2007-02-01]. doi:10.1038/265318a0. （原始内容存档于2007-02-14）. 
  6. ^ Richmond, Michael. Will a Nearby Supernova Endanger Life on Earth?. 2005-04-08 [2006-03-30]. （原始内容 (TXT)存档于2007-03-06）. —see section 4.
  7. ^ Gorelick, Mark. The Supernova Menace. Sky & Telescope. March 2007. 
  8. ^ Taylor, G. Jeffrey. Triggering the Formation of the Solar System. Planetary Science Research. 2003-05-21 [2006-10-20]. （原始内容存档于2015-05-09）. 
  9. ^ Staff. Researchers Detect 'Near Miss' Supernova Explosion. University of Illinois College of Liberal Arts and Sciences. Fall/Winter 2005–2006: 17 [2007-02-01]. （原始内容存档于2007-08-16）. 
  10. ^ Knie, K.; et al. 60Fe Anomaly in a Deep-Sea Manganese Crust and Implications for a Nearby Supernova Source. Physical Review Letters. 2004, 93 (17): 171103–171106. doi:10.1103/PhysRevLett.93.171103. 
  11. ^ 11.0 11.1 Fields, B. D.; Ellis, J. On Deep-Ocean Fe-60 as a Fossil of a Near-Earth Supernova. New Astronomy. 1999, 4: 419–430 [2007-02-01]. doi:10.1016/S1384-1076(99)00034-2. （原始内容存档于2020-11-12）. 
  12. ^ Fields & Ellis, p. 10
  13. ^ Melott, A.; et al. Did a gamma-ray burst initiate the late Ordovician mass extinction?. International Journal of Astrobiology. 2004, 3 (2): 55–61 [2007-02-01]. doi:10.1017/S1473550404001910. （原始内容存档于2021-03-01）. 
  14. ^ Aschenbach, Bernd. Discovery of a young nearby supernova remnant. Letters to Nature. 1998-11-12, 396: 141–142. doi:10.1038/24103. 
  15. ^ Iyudin, A. F.; et al. Emission from 44Ti associated with a previously unknown Galactic supernova. Nature. November 1998, 396 (6707): 142–144. doi:10.1038/24106. 
  16. ^ Ancient supernovae found written into the Antarctic ice (2698). 2009-03-04 [2009-03-09]. （原始内容存档于2009-03-11）.  |journal=被忽略 (帮助) Refers to [1] （页面存档备份，存于互联网档案馆）.
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