根据宇航局钱德拉 X 射线天文台和其他 X 射线望远镜的一项新研究，一颗爆炸的恒星对附近行星造成的风险比之前想象的要大。这种新发现的威胁涉及一个强烈的 X 射线阶段，它可以破坏 160 光年以外行星的大气层。

宇航局钱德拉计划发现对行星的新恒星危险

这项研究由伊利诺伊大学香槟分校、沃什伯恩大学和堪萨斯大学的研究人员领导，结果发表在《天体物理学杂志》上。

科学家说，地球今天没有受到这种威胁的危险，因为在这个距离内没有潜在的超新星前身，但它过去可能经历过这种 X 射线照射。

在这项研究之前，大多数关于超新星爆炸影响的研究都集中在两个时期的危险上：超新星在爆炸后几天和几个月内产生的强烈辐射，以及数百至数千年后到达的高能粒子。

然而，即使是这些令人担忧的威胁也没有完全列出恒星爆炸后的危险。研究人员发现，在这两种先前发现的危险之间潜伏着另一种危险。超新星的余波总是会产生 X 射线，但如果超新星的冲击波撞击周围致密的气体，它会产生特别大剂量的 X 射线，这些 X 射线会在爆炸后数月至数年到达，并可能持续数十年。

这项最新研究中的计算基于对 31 颗超新星及其后果的 X 射线观测，这些超新星主要来自钱德拉、宇航局的雨燕和 NuSTAR 任务以及欧洲航天局的 XMM-牛顿任务。对这些观测结果的分析表明，超新星与周围环境的相互作用可能会对距离最远约 160 光年的行星造成致命影响。

“如果大量的 X 射线扫过附近的行星，辐射将严重改变行星的大气化学，”Ian Brunton 说，他是伊利诺伊州前本科生，现就职于宇航局约翰逊太空飞行中心，也是该研究的第一作者。“对于一颗类地行星，这个过程可以消灭很大一部分臭氧，最终保护生命免受其宿主恒星危险的紫外线辐射。”

如果一颗拥有地球生物的行星受到附近超新星持续高能辐射的袭击，尤其是一颗与其周围环境发生强烈相互作用的行星，它可能会导致范围广泛的生物体死亡，尤其是在以食物为基础的海洋环境中链。这些影响可能足以引发大规模灭绝事件。

“地球现在没有受到像这样的事件的任何威胁，因为在 X 射线危险区内没有潜在的超新星，”伊利诺伊州本科生 Connor O'Mahoney 说，他是该研究的合著者。“然而，这些事件可能在地球的过去发挥了作用。”

有强有力的证据——包括在全球不同地点检测到一种放射性铁——超新星发生在大约 2 到 800 万年前靠近地球的地方。研究人员估计这些超新星距离地球大约 65 到 500 光年。

地球处于“局部气泡”中，这是一个仍在膨胀的低密度热气体气泡，周围环绕着一层约 1,000 光年的冷气体。研究人员表示，局部气泡表面附近恒星向外膨胀意味着它是由大约 1400 万年前气泡中心附近的恒星形成和超新星爆发形成的。

当时导致超新星爆炸的大质量年轻恒星比现在的恒星离我们的星球更近，这使得地球在过去受到这些超新星爆发的威胁要高得多。

研究人员说，虽然这一证据并未将超新星与地球上任何特定的大规模灭绝事件联系起来，但它确实表明宇宙爆炸在其历史上影响了我们的星球。

该研究报告称，尽管就潜在的超新星爆炸而言，地球和太阳系目前处于安全空间，但银河系中的许多其他行星却并非如此。这些高能事件将有效缩小银河系内的区域，即银河系宜居带，那里的条件有利于生命存在。

由于对超新星的 X 射线观测很少，特别是与周围环境强烈相互作用的超新星，研究人员表示，在爆炸后数月和数年内对相互作用的超新星进行后续观测将很有价值。

“对超新星 X 射线的进一步研究不仅对了解恒星的生命周期很有价值，”负责伊利诺伊州部分研究的天文学教授布莱恩菲尔兹说，“而且对天体生物学、古生物学和地球和行星科学。”

菲尔兹还隶属于物理学和伊利诺伊大学伊利诺伊宇宙高级研究中心。

NASA 的马歇尔太空飞行中心负责管理钱德拉计划。史密森尼天体物理天文台的钱德拉 X 射线中心控制着马萨诸塞州剑桥市的科学运营和马萨诸塞州伯灵顿市的飞行运营。