爆炸的恒星很少见但会释放出大量的辐射

像太阳这样的星星是非常恒定的。由于氢聚变成氦为它们提供动力，多年来和几十年来，它们的亮度变化只有0.1%。这个过程将使太阳稳定发光约50亿年，但当恒星耗尽核燃料时，它们的死亡可能会导致烟火。

太阳最终会因变大然后凝结成一种称为白矮星的恒星而死亡。但质量比太阳大八倍多的恒星会在称为超新星的爆炸中剧烈死亡。

超新星在银河系中一个世纪只发生几次，而且这些剧烈的爆炸通常距离地球很远，以至于地球上的人们不会注意到。一颗垂死的恒星要想对地球上的生命产生任何影响，它必须在距离地球100光年以内变成超新星。

我是一名研究宇宙学和黑洞的天文学家。

在我关于宇宙结局的文章中，我描述了超新星等恒星灾难和伽马射线爆发等相关现象所带来的威胁。大多数这些灾难都是遥远的，但当它们发生在离家较近的地方时，它们可能会对地球上的生命构成威胁。

大质量恒星的死亡

很少有恒星的质量足以在超新星中死亡。但当它出现时，它的亮度会短暂地与数十亿颗恒星的亮度相媲美。每50年就会发生一次超新星，宇宙中有1000亿个星系，在宇宙的某个地方，每百分之一秒就会有一次超新星爆炸。

垂死的恒星以伽马射线的形式发出高能辐射。伽马射线是一种电磁辐射，其波长比光波短得多，这意味着它们对人眼来说是不可见的。垂死的恒星还以宇宙射线的形式释放出大量高能粒子：以接近光速运动的亚原子粒子。

银河系中的超新星很少见，但有一些超新星距离地球足够近，历史记录对此进行了讨论。公元185年，一颗星星出现在以前没有见过星星的地方。它可能是一颗超新星。

展示超新星的动画。

公元1006年，世界各地的观察者突然看到一颗明亮的星星出现。天文学家后来将其与7,200光年外的超新星进行了匹配。然后，在公元1054年，中国天文学家记录了一颗在白天天空中可见的恒星，天文学家随后将其确定为距离6,500光年的超新星。

约翰内斯·开普勒于1604年观测到了银河系最后一颗超新星，因此从统计意义上来说，下一颗超新星已经姗姗来迟。

猎户座中的红超巨星参宿四距离我们600光年，是最近的一颗接近其生命终点的大质量恒星。当它变成超新星时，对于从地球上观看的人来说，它会像满月一样明亮，而不会对我们星球上的生命造成任何损害。

辐射损伤

如果一颗恒星成为距离地球足够近的超新星，伽马射线辐射可能会破坏一些使生命在地球上繁衍生息的行星保护。由于光速有限，存在时间延迟。如果超新星离开100光年，我们需要100年才能看到它。

天文学家发现了300光年外超新星在250万年前爆炸的证据。海底沉积物中的放射性原子是这一事件的明显迹象。伽马射线的辐射侵蚀了臭​​氧层，而臭氧层保护地球上的生命免受太阳有害辐射的影响。这一事件会使气候变冷，导致一些古老物种的灭绝。

距离超新星越远，就越安全。伽马射线和宇宙射线一旦从超新星中发射出来，就会向各个方向扩散，因此到达地球的比例随着距离的增加而减少。例如，想象两颗相同的超新星，其中一颗距离地球的距离是另一颗的10倍。距离较近的事件，地球接收到的辐射强度约为一百倍。

30光年内的超新星爆发将是灾难性的，会严重消耗臭氧层，扰乱海洋食物链，并可能导致大规模灭绝。一些天文学家猜测，附近的超新星在360至3.75亿年前引发了一系列大灭绝。幸运的是，这些事件在30光年范围内每隔几亿年就会发生一次。

当重力将中子星拉到一起时，它们会合并，释放出强烈的辐射。

当中子星碰撞时

但超新星并不是唯一发射伽马射线的事件。中子星碰撞会引起从伽马射线到引力波等高能现象。

超新星爆炸后留下的中子星是城市大小的物质球，其密度相当于原子核，比太阳的密度高300万亿倍。这些碰撞创造了地球上的许多黄金和贵金属。两个超致密物体碰撞产生的巨大压力迫使中子进入原子核，从而产生金和铂等较重的元素。

中子星碰撞会产生强烈的伽马射线爆发。这些伽马射线集中成一股狭窄的辐射射流，具有强大的冲击力。

如果地球处于10000光年范围内，即银河系直径10%以内的伽马射线暴火线中，伽马射线暴将严重破坏臭氧层。它还会损害生物体细胞内的DNA，其程度足以杀死许多简单的生命形式，例如细菌。

这听起来很不祥，但中子星通常不会成对形成，因此银河系中大约每万年才会发生一次碰撞。它们比超新星爆炸罕见100倍。在整个宇宙中，每隔几分钟就会发生一次中子星碰撞。

伽马射线暴可能不会对地球上的生命构成迫在眉睫的威胁，但在很长一段时间内，伽马射线暴将不可避免地袭击地球。在地球上有生命以来的过去5亿年中，伽马射线爆发引发大规模灭绝的几率为50%，而在40亿年中，这一几率为90%。

通过这种数学计算，伽马射线爆发很可能导致了过去5亿年来的五次大规模灭绝之一。天文学家认为，伽马射线爆发导致了4.4亿年前的第一次大规模灭绝，当时60%的海洋生物消失了。

最近的提醒

最极端的天体物理事件影响深远。2022年10月，天文学家想起了这一点，当时一道辐射脉冲席卷了太阳系，并使太空中所有伽马射线望远镜超载。

这是自人类文明开始以来发生的最亮的伽马射线暴。尽管辐射源是距离近20亿光年远的爆炸，但辐射对地球电离层造成了突然的扰动。地球上的生命没有受到影响，但它改变了电离层的事实是发人深省的——银河系中类似的爆发将会明亮一百万倍。