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一顆超新星需要距離我們多近才能破壞地球的環(huán)境？

一顆超新星在對我們的生態(tài)系統(tǒng)造成重大破壞之前，它需要離地球多近？

SN 1994D（左下方的亮點）是在星系NGC 4526的一顆Ia超新星。圖源：Wiki

菲爾·普萊特的《糟糕天文學(xué)》一書對這個問題進(jìn)行了細(xì)致的討論。

這個問題的回答似乎是，一顆超新星必須在離我們幾十或幾百光年的范圍內(nèi)，才能對地球和上面的生命造成重大破壞。

大質(zhì)量恒星發(fā)展至核心坍縮前的洋蔥狀結(jié)構(gòu)（未依照比例）。圖源：Wiki

幸運的是，離我們最近的一顆大到足以造成“II型”超新星爆炸的恒星要比這個預(yù)估距離遠(yuǎn)的多！（大質(zhì)量恒星耗盡核心的燃料，然后核心坍縮、爆炸，就會形成II型超新星；我們很難預(yù)測這些超新星產(chǎn)生的確切時間。一位機敏的讀者指出，在我們的行星附近有一個恒星系統(tǒng)，其中可能孕育了一顆I型超新星的產(chǎn)生——對于I型超新星的產(chǎn)生，其中一種方式是一顆致密的白矮星從伴星那里吸收物質(zhì)，直到最終引發(fā)爆炸，產(chǎn)生I型超新星。然而，在這顆超新星真正形成之前，可能還需要數(shù)億年的時間，屆時這個恒星系統(tǒng)將會移動到比現(xiàn)在距離地球更遠(yuǎn)的地方。）

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在一顆大質(zhì)量0恒星內(nèi)的演化(a)洋蔥結(jié)構(gòu)的殼層，形成鐵芯 (b)達(dá)到錢德拉塞卡極限開始坍塌。核心內(nèi)部被壓縮形成中子 (c)造成崩落的物質(zhì)反彈 (d)并形成向外傳播的沖擊波（紅色）。沖擊波停滯（因為能量消耗）(e)但可能是與中微子的相互作用，使它重獲活力。周圍的物質(zhì)被驅(qū)散 (f)只留下簡并的殘骸。圖源：Wiki

超新星發(fā)出的x射線和伽馬射線才是我們最應(yīng)該擔(dān)心的問題，它們可能會對我們造成巨大的損害。如果沒有地球大氣層對我們的保護(hù)，x射線和伽馬射線會對構(gòu)成生物體的分子造成巨大損害。超新星確實會放出大量的x射線和伽馬射線；即使一顆距離我們幾千光年遠(yuǎn)的超新星，仍然會向我們釋放伽馬射線，這些射線的速度甚至比太陽最活躍時期（即它正經(jīng)歷太陽耀斑活動）放出的射線的速度更快。

Cont emspec2 圖源：Wiki

幸運的是，我們的大氣層很好地保護(hù)了我們不受太陽耀斑的影響，而且對更大流量的伽馬射線也能起到很好的防護(hù)作用。只有當(dāng)伽馬射線流量達(dá)到極其高的水平，并摧毀了大氣層保護(hù)層中相當(dāng)大比例的分子時，你才能地說超新星正在破壞我們的生存環(huán)境。

地球 圖源：NASA

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相關(guān)知識

超新星是某些恒星在演化接近末期時經(jīng)歷的一種劇烈爆炸。這種爆炸都極其明亮，過程中所突發(fā)的電磁輻射經(jīng)常能夠照亮其所在的整個星系，并可能持續(xù)幾周至幾個月甚至幾年才會逐漸衰減。而在此期間，一顆超新星所釋放的輻射能量可以與太陽在其一生中輻射能量的總和相當(dāng)。

X射線，又稱為倫琴射線、艾克斯射線、愛克斯射線或倫琴光、X光，是一種波長范圍在0.01納米到10納米之間的電磁輻射形式。X射線最初用于醫(yī)學(xué)成像診斷和X射線結(jié)晶學(xué)。X射線也是游離輻射等這一類對人體有危害的射線。 X射線波長范圍在較短處與伽馬射線較長處重疊。

伽瑪射線是原子衰變裂解時放出的射線之一。此種電磁波波長在0.01納米以下，穿透力很強，又?jǐn)y帶高能量，容易造成生物體細(xì)胞內(nèi)的脫氧核糖核酸斷裂進(jìn)而引起細(xì)胞突變，因此也可以作醫(yī)療之用。

作者: Dave Rothstein

FY: 瓷熒

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