Смерть с небес - Филип Плейт

Однако мягкие ткани все-таки немного поглощают рентгеновское излучение, и в этом таится опасность. Когда клетка поглощает высокоэнергетическое рентгеновское излучение, это как выстрел из ружья по яйцу. При поглощении тканями излучения, выделяющаяся энергия может разрушить клетку. Низкоэнергетическое рентгеновское излучение также может повреждать ДНК, и теоретически клетка может переродиться в раковую. Хотя это кажется тревожным, следует отметить, что обычный медицинский рентгеновский снимок вполне безопасен — астронавты на «Шаттле», например, проводившие в космосе по две недели, получали от Солнца дозу радиации, эквивалентную примерно 50 медицинским рентгеновским снимкам, и без неприятных последствий. Цифровые технологии позволили еще больше снизить эту дозу, так как цифровые детекторы гораздо более чувствительны к рентгеновскому излучению, чем пленка.

Сверхновые, однако, немного ярче, чем рентгеновский аппарат у стоматолога. Тем не менее рентгеновское излучение от взрыва звезды может повредить вам, только если оно дойдет до вас. Но, оказывается, у нас есть встроенный щит.

И вы находитесь за ним.

Атмосфера Земли очень хорошо поглощает излучение такого типа. Многие астрономические источники испускают рентгеновское излучение, но до 1960-х гг. астрономы даже не знали о нем, потому что оно поглощается атмосферой Земли. Рентгеновские лучи блокируются еще в верхних слоях атмосферы, поэтому никогда не достигают поверхности, и даже телескопы, стоящие на вершинах гор, не могут их зарегистрировать. Только с наступлением космической эры было обнаружено, что звезды, галактики и прочие объекты излучают в рентгеновском диапазоне.

Поэтому нам на Земле такое облучение в принципе не грозит. Рентгеновское излучение, даже от близкой сверхновой, поглощается нашей атмосферой и практически не представляет угрозы. Но что можно сказать про людей, находящихся над атмосферой? На самом деле астронавты на орбите, на Международной космической станции, рискуют. Учитывая характерную интенсивность рентгеновского излучения при вспышке сверхновой, астронавты получат смертельную дозу, если звезда будет находиться на расстоянии меньше, чем примерно 3000 световых лет или около того. Это очень далеко! На таком расстоянии от нас есть множество звезд, способных взорваться. Определенно, астронавты — наши самые серьезные жертвы мгновенного (то есть быстрого) излучения от сверхновой.

С гамма-излучением, обладающим большей энергией, чем рентгеновское излучение, примерно такая же история. Оно поглощается нашей атмосферой и представляет мало угрозы тканям организма «сухопутных крыс». Но для команды космического корабля ситуация ухудшается. В результате поглощения гамма-лучей металлическим объектом — скажем, корпусом космической станции — металл может начать испускать сильное рентгеновское излучение; это подобно электромагнитной шрапнели. Гамма-излучение от вспышки на Солнце (как объяснялось в главе 2) может причинить серьезный вред, а сверхновая, даже на расстоянии в несколько тысяч световых лет, все равно способна генерировать столько же или больше гамма-лучей, сколько производит большая солнечная вспышка. Прямое облучение таким гамма-излучением может оказаться смертельным. Само по себе «вторичное излучение» в результате поглощения металлом также может оказаться очень высоким, смертельным для незащищенных астронавтов.

Не забывайте о том, что наши спутники также чувствительны к такому событию (см. главу 2). Кроме этого, вспышка гамма- и рентгеновского излучения от близкой сверхновой ионизировала бы верхние слои атмосферы, создавая каскад субатомных частиц. От этого возник бы сильный импульс магнитной энергии, который может повредить нашу энергосистему так же, как и солнечный корональный выброс массы (подробно события такого рода описаны в главе 2). Такой импульс излучения от сверхновой мог бы серьезно нарушить системы связи, телевидения, глобального позиционирования, авиасообщение на больших высотах и даже передачу электричества по линиям электропередачи.

Напомню, на таком расстоянии от нас имеется несколько звезд, готовых вспыхнуть. Шансы на то, что одна из них взорвется в ближайшем будущем, невероятно низкие, но мы уже вышли в космос и сильно зависим от нашей орбитальной инфраструктуры. Хорошие новости заключаются в том, что, если правительства воспримут угрозу от солнечных выбросов всерьез и примут меры по защите от них нашей инфраструктуры, сверхновые нам также угрожать не будут.

По крайней мере, в этом конкретном аспекте. Но мы еще не закончили экскурсию по их арсеналу.

Прежде чем вы начнете дышать свободно, сидя на дне этого воздушного океана, вам следует осознать, что мы кое-что забыли. Нам, находящимся на поверхности Земли, действительно не грозит прямое облучение высокоэнергетическим излучением, потому что атмосфера поглощает его. Но тогда будет разумным поинтересоваться, как это влияет на саму атмосферу?

Теоретически это самая большая угроза, которую представляет сверхновая.

Наша атмосфера состоит из многих слоев. Мы находимся на дне, где много кислорода, смешанного с азотом, а также присутствуют и другие газы, такие как двуокись углерода и аргон, в следовых количествах. Но там наверху все по-другому.

Как обсуждалось в главе 2, на высоте примерно 15–50 км над поверхностью Земли находится озоновый слой, поглощающий опасное УФ-излучение Солнца. Если бы его ничто не задерживало, оно достигло бы поверхности и причинило самый разнообразный вред, включая солнечные ожоги и рак кожи у людей. Более того, многие простейшие организмы и бактерии, основа пищевой цепочки на планете, очень чувствительны к ультрафиолету.

Несомненно, озоновый слой исключительно важен для жизни на Земле, и с точки зрения сверхновой на нем красуется большая жирная мишень.

Когда рентгеновское излучение и гамма-излучение от сверхновой попадают в атмосферу Земли, они могут разрушать молекулы озона, приводя к каскадному развитию событий, описанных в начале этой главы. Критическим фактором, как и всегда, является расстояние. С какого расстояния сверхновая сможет разрушить озоновый слой настолько, что от этого пострадает жизнь на поверхности?

Это важный вопрос, и многие ученые относятся к нему очень серьезно. Некоторые составили компьютерные модели, чтобы понять, насколько близкая сверхновая может повредить нашей атмосфере. Они использовали математическую модель атмосферы, куда включили такие факторы, как высота сверхновой над горизонтом, время года, расстояние и так далее.

Разные модели дают разные ответы, но конечный результат, судя по всему, для нас благоприятен: чтобы причинить достаточно вреда озоновому слою и полностью разрушить основание пищевой цепочки, сверхновая должна была бы находиться от нас на расстоянии как минимум 100 световых лет. Некоторые модели свидетельствуют о том, что она должна быть даже ближе, скажем, 25 световых лет.

Так близко к нам нет массивных звезд, готовых взорваться, поэтому и в этот раз нам, похоже, ничто не угрожает… или угрожает?

У меня есть и другие плохие новости: взрываться могут не только массивные звезды. Более легким звездам, таким как Солнце, не хватает массы, чтобы создать условия для коллапса ядра. Но оказывается коллапс ядра — не единственный способ взорвать звезду.