王善欽

爆炸是一場(chǎng)災(zāi)難，這是我們的共識(shí)。那么在神秘的太空，如果一顆大質(zhì)量恒星生命終結(jié)，發(fā)生了爆炸，會(huì)導(dǎo)致什么后果呢？對(duì)了，就是超新星爆發(fā)！在上一期《最耀眼的死亡——神秘的超新星現(xiàn)象》中，我們揭開了超新星神秘面紗的一角，認(rèn)識(shí)了什么是超新星，以及超新星爆發(fā)的真相。那么，新的問題來(lái)了：超新星爆發(fā)對(duì)地球有什么影響？

超新星：行星與生命的基礎(chǔ)

超新星爆發(fā)后，形成了許多元素，它們?cè)趶V袤的宇宙中“歷險(xiǎn)”，以塵埃的形式擴(kuò)散并且與宇宙中的氫分子團(tuán)混合。氫分子與超新星拋出的塵埃形成的混合物，會(huì)形成下一代恒星以及圍繞恒星運(yùn)轉(zhuǎn)的行星。太陽(yáng)與地球就是這么形成的。

如果沒有超新星合成出的物質(zhì)，太陽(yáng)依然可以形成，因?yàn)樘?yáng)主要由氫構(gòu)成；但如果沒有超新星，地球就無(wú)法形成，因?yàn)榈厍蛏系乃薪饘俣紒?lái)自約50億年前甚至更早的超新星爆發(fā)。

你知道嗎？占人體65%的氧元素，占人體 18%的碳元素，參與血紅蛋白的形成并促進(jìn)造血的鐵，人體骨骼、牙齒與血液中的鈣，都來(lái)自超新星；其他的如氮、磷、鉀、硫、鈉、氯、鎂、鋅、硒、碘、銅、錳、鉻、氟、鉬、鈷、鎳、錫、硅、釩等元素，也都是超新星送過來(lái)的；占大氣99%以上的氮?dú)?、氧氣與二氧化碳的構(gòu)成元素也來(lái)自超新星?？梢哉f(shuō)，所有生命都起源并依賴于超新星的產(chǎn)物，換句話說(shuō)，我們都“來(lái)自星塵”。

超新星曾經(jīng)滅絕過地球物種嗎？

超新星爆發(fā)對(duì)地球的形成至關(guān)重要，我們不禁也要思考：超新星的威力這么大，地球上某些物種大滅絕，是不是也跟它有關(guān)？

這個(gè)猜測(cè)并非全無(wú)道理：超新星激波加速的粒子形成的高能宇宙線可以持續(xù)十幾年以上，這些宇宙線促使地球大氣生成氮氧化合物，后者消耗了地球的臭氧，導(dǎo)致地球受到更多的太陽(yáng)紫外線輻射，殺死了大量浮游植物，繼而導(dǎo)致浮游動(dòng)物減少。持續(xù)一百多天的伽瑪射線也會(huì)引發(fā)臭氧消耗，增加紫外線輻射。此外，宇宙線會(huì)促進(jìn)云朵形成，因此，上述過程又會(huì)導(dǎo)致云朵大大增加，遮蔽大量陽(yáng)光，導(dǎo)致持續(xù)數(shù)千年的“宇宙線冬天”降臨。

為了驗(yàn)證超新星爆發(fā)與物種滅絕的關(guān)系，美國(guó)國(guó)家航空航天局戈達(dá)德飛行中心的科學(xué)家格雷爾斯與其合作者專門計(jì)算了各種高度與緯度情況下，臨近超新星爆發(fā)產(chǎn)生的伽瑪射線與宇宙線對(duì)臭氧的消耗作用。他們發(fā)現(xiàn)，要想對(duì)臭氧產(chǎn)生足夠大的破壞作用并引起生物圈變化，超新星必須發(fā)生在距離地球26光年以內(nèi)，這個(gè)距離被稱為“殺死距離”。而這個(gè)距離內(nèi)爆發(fā)超新星的頻率大約為8億年一次。

科學(xué)家總結(jié)了過去的5億年里的物種滅絕事件：6 500萬(wàn)年前白堊紀(jì)末期的恐龍及地球上約一半物種滅絕事件、1.45億年前侏羅紀(jì)末期滅絕事件、2.5億年前二疊紀(jì)末期90%的地球物種滅絕事件?？茖W(xué)家推斷出在這段時(shí)間內(nèi)活躍的、足以影響地球的2個(gè)超新星距離我們約300億光年，比“殺死距離”還要遠(yuǎn)10倍多。因此，它們不會(huì)直接引起地球上物種的滅絕。但是，這2個(gè)超新星是否對(duì)地球的氣候產(chǎn)生過影響，進(jìn)而對(duì)地球上的物種滅絕產(chǎn)生間接或者部分作用，現(xiàn)在還不得而知。

未來(lái)會(huì)有近距離的超新星滅絕地球物種嗎？

由于超新星的“殺死距離”在26光年以內(nèi)，現(xiàn)在的太陽(yáng)系附近幾十光年距離內(nèi)已經(jīng)沒有足以爆發(fā)為超新星的大質(zhì)量恒星，所以，人們不必?fù)?dān)心近距離的普通超新星會(huì)滅絕人類。

但值得注意的是，科學(xué)家新近發(fā)現(xiàn)的那個(gè)迄今最明亮的超新星，ASASSN-15lh，它有近6 000億個(gè)太陽(yáng)那么亮，最亮?xí)r大約有8 000億個(gè)太陽(yáng)那么亮。ASASSN-15lh最亮?xí)r的亮度是普通超新星的400倍左右，這個(gè)超新星的“殺死距離”顯然會(huì)比普通超新星遠(yuǎn)很多倍。

不過，這類超新星爆發(fā)的概率比普通超新星的概率低得多，所以我們依然不必?fù)?dān)心這類極度明亮的超新星在地球附近爆發(fā)進(jìn)而滅絕人類。

最后，我們還可以再考慮一個(gè)問題：距我們300億光年的那2顆超新星會(huì)不會(huì)也這么亮？答案是否定的。因?yàn)樽罱难芯勘砻?，?顆近距離的超新星可能只是8～10倍太陽(yáng)質(zhì)量的恒星演化到最后的產(chǎn)物，這類超新星的亮度只有普通超新星的幾十分之一，比起最亮超新星，更是暗得多。