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近地中子星碰撞可能让地球在几千年内无法居住
新的研究描述了由碰撞的中子星引发的千新星爆炸如何在地球上消灭生命数千年。谢天谢地，几率低得令人难以置信。
科学家们已经确定了近地中子星碰撞的可能影响，发现这些所谓的千新星可能是真正的杀手，会毁灭人类。但不要担心，碰撞必须非常接近才能对我们的世界造成严重破坏。尽管如此，这里可能会发生的情况。
“我们发现，如果中子星合并发生在距离地球大约 36 光年范围内，由此产生的辐射可能会导致灭绝级事件，”伊利诺伊大学厄巴纳 - 香槟分校的团队负责人兼科学家Haille Perkins说。
产生光暴的中子星碰撞，称为千新星，被认为是已知宇宙中最剧烈和最强大的事件。这或许不足为奇，因为中子星是死星坍塌的残余物，由密度如此之大的物质组成，一茶匙带到地球上的物质将重约 1000 万吨。这相当于 350 座自由女神像放在勺子上。
这些死星合并不仅会产生伽马射线爆炸和以接近光速运动的带电粒子阵雨(称为宇宙射线)，还会产生我们所知的唯一环境，足以锻造比铅重的元素，如金和铂。即使在巨大的恒星的心脏中发现的超高温和超高压下，也无法产生这些元素。
此外，中子星合并使空间的结构随着被称为引力波的波纹“响起”，即使在穿越数十亿光年后，也可以在地球上检测到这些波纹。
“中子星可以存在于双星系统中，当它们合并时，会产生罕见但壮观的事件，”Perkins说。
该团队的研究基于对 2017 年激光干涉引力波天文台 (LIGO) 拾取的引力波信号 GW 170817 背后的中子星合并的观测，以及伽马射线暴 GRB 170817A。
这次合并发生在大约 1.3 亿光年之外，这是迄今为止在电磁辐射中看到的唯一一次中子星合并，并在引力波中听到，这使其成为调查这些强大事件的自然选择。
杀手新星？
中子星合并伽马射线可以说是这些事件中最明显、最具威胁性的方面。这是因为这种类型的辐射携带足够的能量可以从原子中剥离电子，这个过程称为电离。而这些电离的辐射爆炸很容易摧毁地球的臭氧层，导致我们的星球从太阳接收致命剂量的紫外线。
Perkins和她的同事们确定来自中子星合并的伽马射线(来自合并两侧的两个窄射流)几乎会烤焦任何直接落入其路径的生物，距离约为 297 光年。幸运的是，这种效应的范围极其狭窄。换句话说，从射流中“直接击中”确实会导致如此戏剧性的效果。但是，还有另一个问题。
这些射流通常都包裹在伽马射线中，如果我们的星球在其更广泛的路径(距离它们约 13 光年内)中，也会影响地球的臭氧层。这种“离轴”伽马射线茧的臭氧层损伤也需要 4 年才能恢复。总而言之，伽马射线茧的袭击将使地球表面暴露在有害的紫外线下近半个世纪。
虽然中子星合并的伽马射线效应相对短暂，但还有一种其他形式的电离辐射，这些辐射产生的能量较低，但持续时间更长。
当伽马射线射流撞击恒星周围的气体和尘埃(称为星际介质)时，会产生强大的 X 射线发射，称为 X 射线后辉。该团队表示，这种 X 射线发射比伽马射线发射寿命更长，也可能使臭氧层电离。因此，这可以说是更致命的。地球需要非常接近这种余辉，然后我们才需要担心我们的命运——确切地说是 16.3 光年内的距离。
这还不最糟糕的部分。
该团队发现，中子星碰撞最具威胁性的影响来自那些高能带电粒子，或宇宙射线，它们以膨胀气泡的形式从事件的震中扩散开来。如果这些宇宙射线击中了地球，它们将剥离臭氧层，使地球在数千年内容易受到紫外线的轰击。
这将被视为灭绝级事件，即使我们的星球距离 36 光年，地球也可能受到影响。
“最安全的具体距离和最危险的成分是不确定的，因为许多影响取决于事件的视角、爆炸的能量、喷射物质的质量等特性，”Perkins继续说道。“根据我们选择的参数组合，似乎宇宙射线将是最具威胁性的。”
再说一遍，别惊慌！
在哀叹末日即将来临之前，值得将中子星合并的影响所描绘的末日景象与围绕这些事件的一些其他因素进行权衡。
“中子星合并极其罕见但非常强大，加上杀伤力相对较小，这意味着由双中子星合并引起的灭绝不应成为地球人民的担忧，”Perkins保证道。
为了了解这种罕见程度，在银河系的一千亿颗恒星中，科学家迄今只发现了一个潜在的千新星前身系统 CPD-29 2176，它距离地球约 11,400 光年。
“还有其他一些更常见的事件，如太阳耀斑、小行星撞击和超新星爆炸，更有可能造成伤害，”Perkins继续说道。
她补充说，其中一些其他事件已经与地球上的大规模灭绝事件有关，其中最引人注目的例子是一颗巨大的小行星撞击，在约 6600 万年前的白垩纪 - 第三纪灭绝事件中，消灭了非鸟类恐龙和地球上四分之三的生命。
这项研究确实具有重要意义，因为它可以帮助我们在宇宙其他地方寻找生命，因为它肯定会让我们了解哪些系统不太可能享受到支持生命所需的条件。(至少就我们所知的生命而言。)
“他们得出的结论是，千新星可能与超新星具有相似的杀伤力，但要罕见得多，这与我认为可能发生的情况一致，”尼尔斯玻尔研究所宇宙黎明中心科学家Darach Watson说，他也研究千新星，但没有参与这项研究。“所以总的来说，这很可能是对旧星系中恒星形成已经结束的行星的更大威胁，在银河系中则不然。”
对于这项研究背后的团队，Perkins解释说，下一步是观察更多此类中子星碰撞事件。
“目前，我们只确认了来自双中子星合并的一次千新星，所以任何更多的观测都将限定未知数，”她总结道。
该团队的研究发表在开放获取论文库 arXiv 上。
本文译自 ，由 sein 编辑发布。