對于人類來說,字宙中充滿了太多的威脅,特別是有可能發(fā)生的小行星對地球的撞擊。然而在遙遠的外層空間,還有一種威脅隨時可能向我們逼近,這就是超新星的爆發(fā),其釋放的大量放射線足以撕開人類賴以生存的保護傘——臭氧層。最近,一項新的研究支持了發(fā)表在《天體物理學雜志》上的論斷,即一顆超新星如果在距地球25光年的范圍內(nèi)發(fā)生爆發(fā),將對地球造成巨大的破壞。但科學家同時指出,每10億年里只有一兩次在這么近的范圍內(nèi)發(fā)生爆發(fā)的可能性。
在1974年,這種危險性曾被估計得過高。當時美國哥倫比亞大學的物理學者馬爾·魯?shù)侣嬎愠?,?0光年范圍內(nèi)的一次超新星爆發(fā)所釋放出的伽馬射線和宇宙射線,足以在數(shù)十年里破壞掉大量的臭氧層,使地球表面完全暴露在對人體有害的紫外線下。從那時開始,科學家就一直在爭論超新星爆發(fā)將產(chǎn)生多少放射性物質(zhì)、這些放射線將對大氣層產(chǎn)生多大的危害以及我們的太陽系周圍發(fā)生恒星爆發(fā)的幾率有多大。最新的結論來自NASA戈達德空間飛行中心的天體物理學家尼爾·蓋瑞,他認為這種威脅“遍布整個太空”。某些研究小組表示,最近的超新星爆發(fā)多半發(fā)生在幾百萬年內(nèi),曾對生態(tài)系統(tǒng)造成了破壞。
按照蓋瑞及其同事的研究結果來看,較早的估算可能是靠不住的。研究人員利用一個精細的大氣模型來測量氮氧化物——一種由超新星放射線催化的化學物質(zhì)——究竟會對臭氧層造成多大程度的破壞。研究人員同時利用1987年在銀河系外爆發(fā)的一顆超新星——超新星1987A所釋放的能量作為研究對象,以此來估算到底有多少放射線到達了地球。他們得出的結論對每個人來說都是一條好消息:如果要造成臭氧層變薄從而使2倍的紫外線到達地球表面,就需要一顆恒星在距離地球25光年的范圍里爆發(fā)。然而在這個范圍內(nèi),如今并沒有大規(guī)模的、有可能蛻變?yōu)槌滦堑暮阈谴嬖?。而且這樣的恒星在太陽系的附近也很少,平均每7億光年才會出現(xiàn)一次超新星的爆發(fā)。按照研究人員對銀河系中恒星運動的分析結果來看,它們對地球歷史上的生物大滅絕也并未做出太大的“貢獻”。
美國得克薩斯州立大學的天文學家約翰·斯卡洛認為,這項成果超越了其他所有試圖對超新星爆發(fā)對地球大氣的影響進行量化的研究工作。他說:“他們的研究依靠了大量的數(shù)據(jù),這是我們現(xiàn)在所知的最好的結果?!彼箍逋瑫r強調(diào),在地球的歷史上,遙遠的超新星爆發(fā)帶來的低劑量放射線依然有可能觸發(fā)成千上萬次的基因突變。
圖為開普勒超新星(SN 1604)爆發(fā)后的超新星遺跡。照片是由錢德拉X射線天文臺的多波段照片合成的。