Филип Плейт - Смерть с небес. Наука о конце света

Что может разгонять частицы до таких высоких скоростей? Ну как что, для этого понадобилась бы энергия взрыва звезды… о, точно.

Как я уже упоминал, когда звезда взрывается, в выброшенном веществе распространяются массивные ударные волны. Ударная волна может передавать этим частицам огромную энергию, ускоряя их. Ударные волны в турбулентном хаосе расширяющегося газа могут множество раз швырять частицу, заставляя ее двигаться невероятно быстро. Когда она наконец вырывается, ее скорость может составлять 99,9999 % от скорости света.

По сути, это субатомная пуля, а сверхновые производят гигатонны таких. К тому же оказывается, что они, несомненно, очень опасны, потому что есть несколько способов, какими они могут причинить вред нам на Земле.

Когда космические лучи врезаются в нашу атмосферу, они могут ионизировать молекулы, находящиеся в ней, и даже разрывать их. Например, озон разрушается при попадании по нему космических лучей. Модели близких вспышек сверхновых демонстрируют, что последствия от повреждения озонового слоя космическими лучами похожи на последствия воздействия гамма-излучения. Помните, гамма-излучение от сверхновой, находящейся на расстоянии 25 световых лет или больше, ничему не угрожает, поэтому мы можем предположить, что наш озон выдержит налет космических лучей от события, произошедшего на большем расстоянии.

Тем не менее, когда космические лучи попадают по молекуле в нашей атмосфере, может создаваться множество вторичных частиц, движущихся на высокой скорости. Они разлетаются как шрапнель, сея разрушения на большем пространстве. Эти вторичные частицы, называемые мюонами , могут проливаться дождем прямиком на поверхность Земли. Они могут быть чрезвычайно опасны: мюоны будут врезаться в ткани, разрушая клетки и, хочешь не хочешь, ДНК. Достаточно большая волна космических лучей, попадающая в атмосферу Земли, может распространить мюоны по всей планете, убивая растения и животных в больших количествах.

Такой тип взаимодействий очень сложно моделировать. Например, на космические лучи воздействуют магнитные поля, отчего их траектория и скорость могут меняться. В галактике существуют очень замысловатые магнитные поля, и неизвестно, как конкретно это затронет нас. Магнитные поля Солнца и даже Земли также играют в этом роль, усложняя и без того невероятно запутанную игру. Тем не менее ученые попытались оценить ситуацию, но из-за всех неопределенностей разброс в цифрах получился очень большой: некоторые модели показывают, что сверхновая должна быть всего на расстоянии нескольких световых лет, чтобы ее космические лучи причинили нам вред, а по оценке других, это расстояние ближе к 1000 световых лет. Врать не буду, это не сильно успокаивает, потому что на таком расстоянии существует множество звезд, способных взорваться (как видно по таблице в приложении).

Однако мы можем найти некоторое утешение. Интенсивность облучения, предсказываемая самыми зловещими моделями, практически стерла бы всю жизнь с лица Земли: мюоны обладают потрясающей проникающей способностью, поэтому от них не зарыться в землю и не спрятаться глубоко под водой. Однако само наше существование является вполне убедительным доказательством того, что более умеренные модели — более точные.

Тем не менее у облучения космическими лучами есть и другие последствия, которые нам нужно учитывать. Как уже упоминалось в главе 2, когда озон разрушается от воздействия космических лучей, может образовываться диоксид азота, превращающийся в азотную кислоту. Даже относительно умеренное облучение космическими лучами от вспышки сверхновой может увеличить интенсивность кислотных дождей. Однако, если количество событий, во время которых образуются мюоны, мы можем прикинуть только приблизительно, модели кислотных дождей, вызванных вспышкой сверхновой, еще менее определенные. Скорее всего, вспышка сверхновой должна произойти достаточно близко, чтобы причинить нам такой вред, но насколько близко, мы все еще точно не знаем.

Наконец давайте обсудим еще кое-что. Несмотря на то что прямо сейчас потенциальных сверхновых любого типа на расстоянии, достаточном для того, чтобы убить нас, нет, это не значит, что их не было в прошлом. Земля существует 4,6 млрд лет, а расстояния между звездами меняются, так как они движутся по орбитам внутри Галактики, как автомобили по шоссе. Могла ли когда-то в отдаленном прошлом неподалеку от нас вспыхнуть сверхновая и каким-то образом затронуть Землю?