NASA的钱德拉X射线天文台发现行星面临新的恒星危险
影像来源：科学：NASA/CXC/Univ. of Illinois/I. Brunton et al.; 插图：NASA/CXC/M. Weiss
天文学家利用NASA钱德拉X射线天文台和其他望远镜的数据，确定了像地球这样的行星上的生命面临的新威胁：一个阶段中爆炸恒星发出的强烈X射线可以影响100光年以外的行星。正如我们在最新新闻稿中所概述的，这一结果对系外行星及其宜居性的研究具有意义。
这个新发现的威胁来自超新星的爆炸波撞击爆炸恒星周围的致密气，如我们艺术家印象图的右上角所示。当这种撞击发生时，它会产生大量的X射线，在爆炸发生几个月到几年之后到达一颗类地行星（如图左下角所示，被右侧视野外的主星照亮），并可能持续几十年。如此强烈的暴露可能会引发地球上的灭绝事件。
一项新的研究报告了这一威胁，该研究基于对31颗超新星及其后果的X射线观测，主要来自NASA的钱德拉X射线天文台、Swift和NuSTAR任务以及欧空局的XMM-Newton任务。该研究表明，位于大约160光年之外的行星可能受到致命剂量的辐射。研究中的四颗超新星（SN 1979C、SN 1987A、SN 2010jl和SN 1994I）显示在合成图像中，补充图像中包含钱德拉的数据。
研究中的31颗超新星中的4颗。
影像来源：NASA/CXC/Univ. of Illinois/I. Brunton et al.
在此之前，大多数关于超新星爆炸影响的研究都集中在两个时期：超新星爆炸后几天或几个月内产生的强烈辐射，以及数百年至数千年后到达的高能粒子。
如果X射线洪流席卷附近的行星，辐射可能会严重改变行星的大气化学。对于一颗类地行星来说，这一过程可能会清除相当一部分最终保护生命免受其宿主恒星危险的紫外线辐射的臭氧。它还可能导致多种生物的死亡，尤其是处于食物链基础的海洋生物，从而导致灭绝事件。
如图所示，经过超新星多年相互作用的致命X射线照射，以及类地行星宿主恒星紫外线辐射的影响，可能会产生大量二氧化氮，在大气中造成棕色烟雾。由于对植物的破坏，陆地的“去绿化”也可能发生。
另一幅艺术家的印象图（图1）描绘的是在附近超新星爆发时，这颗类地行星已经充满了生命，比大量X射线的撞击要早几年（图2）。
一颗类地行星在受到辐射前后的对比图。
影像来源：NASA/CXC/M. Weiss
在这组图像中的四颗超新星中，SN 2010jl产生了最多的X射线。作者估计它已经为不到100光年远的类地行星带来了致命剂量的X射线。
有强有力的证据——包括在全球不同地点检测到放射性铁——大约200万至800万年前，在地球附近出现过超新星。研究人员估计，这些超新星距离地球大约65到500光年。
虽然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不是。这些高能事件将有效地缩小银河系内的区域，即众所周知的银河系可居住区，正如我们所知，那里的条件有利于生命的存在。
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，作者敦促在爆炸后数月或数年内对相互作用的超级新星进行后续观测。
描述这一结果的论文发表在2023年4月20日的《天体物理学杂志》上，可在这里获取。该论文的其他作者是Ian Brunton, Connor O ‘Mahoney和Brian Fields（伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校），Adrian Melott（堪萨斯大学）和Brian Thomas（堪萨斯州沃西本恩大学）。
NASA马歇尔太空飞行中心负责管理钱德拉计划。史密森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的科学操作和马萨诸塞州伯灵顿的飞行操作。
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