Филип Плейт - Смерть с небес. Наука о конце света

С точки зрения статистики практически наверняка. В зависимости от расстояния (чем они ближе, тем реже), возможно, что Земля несколько раз наблюдала взрывы звезд из первого ряда. По данным одной модели Земля видела по крайней мере три с расстояния в 25 световых лет; это достаточно близко, чтобы серьезно повредить наш озоновый слой или облучить нас потоком мюонов.

Но у нас есть кое-что еще, кроме простой математики. У нас есть геология.

В 2004 г. научное сообщество было потрясено, когда группа ученых объявила, что нашла радиоактивный изотоп 60Fe (железо-60) в аномально высоких количествах в образце, взятом со дна Тихого океана. Это исключительно редкий на Земле изотоп, и на Земле нет процессов, при которых он мог бы создаваться в заметных количествах.

Однако этот изотоп образуется в сверхновой, когда в расширяющемся облаке осколков происходит взрывной процесс ядерного синтеза. Кажется вероятным, что 60Fe, обнаруженный в донной пробе из Тихого океана, был создан сверхновой и попал на Землю, когда Земля оказалась на пути облака проносящихся осколков.

Очень интересен тот факт, что у изотопа 60Fe относительно короткий период полураспада. Радиоактивные элементы распадаются с образованием «дочерних» элементов. Со временем все исходные элементы исчезают. Период полураспада — это статистический период, в течение которого половина пробы вещества распадается, и у разных изотопов он разный. Период полураспада изотопа 60Fe составляет всего около 1,5 млн лет. Измерив количество 60Fe по сравнению с другими элементами, обнаруженными в пробе, можно определить возраст пробы. В данном случае, 60Fe погрузился на дно Тихого океана всего лишь 2,8 млн лет назад.

Это означает, что с геологической точки зрения вспышка сверхновой наблюдалась относительно недавно. Учитывая количество 60Fe в пробе, сверхновая также должна была находиться не так далеко: возможно, на расстоянии всего 50 световых лет. Может быть, даже ближе.

Кстати, было обнаружено и возможное место рождения сверхновой: неплотный кластер массивных звезд — таких, которые образуют сверхновые типа II, — называющийся ассоциацией Скорпиона — Центавра. Эта группа звезд в настоящее время находится от нас на расстоянии примерно от 400 до 500 световых лет, но 3 млн лет назад она была ближе, на расстоянии всего 100 световых лет, подозрительно близко к подходящему расстоянию, с которого сверхновая могла запустить изотоп 60Fe на Землю.

Более того, известно, что Солнце расположено в области, называемой «Местный пузырь» — это полость в обычном тумане из газа и пыли, наполняющем галактику. Такие пузыри могут создаваться взрывающимися звездами; расширяющийся газ расчищает полость, как снегоуборочная машина. Удивительно, но Местный пузырь не старше 10 млн лет. Похоже, к его возникновению также приложила руку ассоциация Скорпиона — Центавра.

Ни о каких эпизодах массового вымирания в тот период, когда на Землю осаждался изотоп 60Fe, неизвестно, и это успокаивает: даже сверхновая на расстоянии от 50 до 100 световых лет, похоже, не представляет большой угрозы.

Но статистические данные все равно интересны. Жизнь на Земле существует более 3 млрд лет, а многоклеточные организмы — в течение последних 600 млн лет или около того. Происходило ли какое-либо космическое событие, потрясшее мир, в тот период?

Но, рассуждая о жизни на Земле и сверхновых, я считаю, мы не должны упускать из виду одно важное соображение.

В начале существования Вселенной происходило множество замысловатых событий [26] Да, это правда. Подробности тут не важны, но мы обсудим их в последней главе. Обещаю. . Сначала было настолько жарко, что нормальная материя существовать не могла; это был суп из экзотических субатомных частиц. Но спустя очень короткое время — буквально через три минуты после Большого взрыва — он достаточно остыл и появилась нормальная материя. Начальные условия были такими, что в тот момент могли быть созданы только водород, гелий и чуточку лития.

И все. Никакого углерода. Ни железа, ни молибдена, ничего, только эти три самых легких элемента. Через несколько сотен миллионов лет сформировались звезды. Это были сверхмассивные звезды, как минимум в 100 раз массивнее Солнца, и состояли только из этих трех элементов; примерно на 75 % из водорода и на 25 % из гелия, а литий даже почти не определялся.

Они проходили через обычный (то есть на сегодняшний день) цикл синтеза более тяжелых элементов из более легких последовательно до железа. После чего они взрывались, разумеется, и взрывы рассеивали все те тяжелые элементы в пространстве. Осколки врезались в ближайшие газовые облака, сжимая их. Из облаков сформировалось следующее поколение звезд. Однако те звезды были другими: они с самого начала содержали определенное количество более тяжелых элементов. Некоторые из этих звезд также были массивными и взрывались, вновь засевая космос железом, углеродом, кальцием…