Anche a enormi distanze, oltre i 160 anni luce, alcuni pianeti possono subire dosi letali di raggi X provenienti da esplosioni stellari. La Terra potrebbe essere stata vittima in passato.
Una stella esplosa può rappresentare più rischi per i pianeti vicini di quanto si pensasse in precedenza, secondo un nuovo studio del Chandra X-ray Observatory della NASA e di altri telescopi a raggi X, pubblicato nel numero del 20 aprile 2023 di The Astrophysical Journal.
Questa minaccia appena identificata coinvolge una fase di intensi raggi X che possono danneggiare le atmosfere di pianeti fino a 160 anni luce di distanza.
La Terra non corre pericolo da tale minaccia oggi, perché non ci sono potenziali progenitori di supernova (esplosioni di stelle morenti) entro questa distanza, ma potrebbe aver sperimentato questo tipo di esposizione ai raggi X in passato.
Prima di questo studio, la maggior parte delle ricerche sugli effetti delle esplosioni di supernova si era concentrata sul pericolo di due periodi: l’intensa radiazione prodotta da una supernova nei giorni e nei mesi successivi all’esplosione e le particelle energetiche che arrivano centinaia o migliaia di anni dopo.
I ricercatori hanno scoperto che, tra questi due pericoli precedentemente identificati, se ne nasconde un altro.
Le supernove producono sempre raggi X, ma se l’onda d’urto della supernova colpisce il denso gas circostante, può produrre una dose particolarmente grande di raggi X che arriva mesi o anni dopo l’esplosione e può durare per decenni.
I calcoli di questo ultimo studio si basano sulle osservazioni a raggi X di 31 supernove e delle loro conseguenze ottenute principalmente da Chandra, dalle missioni Swift e NuSTAR della NASA e da XMM-Newton dell’ESA (Agenzia spaziale europea).
L’analisi di queste osservazioni mostra che ci possono essere conseguenze letali dalle supernove che interagiscono con l’ambiente circostante, per pianeti situati a circa 160 anni luce di distanza.
“Se un flusso di raggi X arriva su un pianeta vicino, la radiazione altererebbe gravemente la chimica atmosferica del pianeta”, ha detto Ian Brunton dell’Università dell’Illinois a Urbana-Champaign che ha guidato lo studio.
“Per un pianeta simile alla Terra, questo processo potrebbe spazzare via una porzione significativa di ozono, che protegge la vita dalla pericolosa radiazione ultravioletta della sua stella ospite”.
Se un pianeta con la biologia della Terra fosse colpito da radiazioni ad alta energia sostenute da una supernova vicina, in particolare una che interagisce fortemente con l’ambiente circostante, potrebbe portare alla scomparsa di una vasta gamma di organismi, specialmente quelli marini alla base della catena alimentare. Questi effetti possono essere abbastanza significativi da avviare un evento di estinzione di massa.
“La Terra non è in pericolo da un evento come questo ora, perché non ci sono potenziali supernove all’interno della zona di pericolo dei raggi X”, ha detto il co-autore Connor O’Mahoney, anche lui dell’Università dell’Illinois. “Tuttavia, tali eventi potrebbero aver avuto un ruolo nel passato della Terra”.
Ci sono forti prove – tra cui la rilevazione in diverse località in tutto il mondo di un tipo radioattivo di ferro – che le supernove si sono verificate vicino alla Terra tra circa due e otto milioni di anni fa. I ricercatori stimano che queste supernove fossero distanti tra circa 65 e 500 anni luce dalla Terra.
La Terra si trova nella “Bolla Locale”, una bolla ancora in espansione di gas caldo a bassa densità circondata da un guscio di gas freddo che si estende per circa 1.000 anni luce.
L’espansione verso l’esterno delle stelle vicino alla superficie della Bolla Locale implica che si sia formata da un’esplosione di formazione stellare e supernove vicino al centro della bolla circa 14 milioni di anni fa.
Le giovani stelle massicce responsabili delle esplosioni di supernova erano allora molto più vicine al nostro pianeta di quanto non lo siano ora, il che ha messo la Terra a rischio molto più elevato per queste supernove in passato.
Sebbene questa prova non leghi le supernove a nessun particolare evento di estinzione di massa sulla Terra, suggerisce che le esplosioni cosmiche hanno colpito il nostro pianeta nel corso della sua storia.
Sebbene la Terra e il sistema solare siano attualmente in uno spazio sicuro in termini di potenziali esplosioni di supernova, molti altri pianeti nella Via Lattea non lo sono.
Questi eventi ad alta energia ridurrebbero efficacemente le aree all’interno della Via Lattea, nota come Zona Abitabile Galattica, dove le condizioni sarebbero favorevoli alla vita come la conosciamo.
Poiché le osservazioni a raggi X delle supernove sono scarse, in particolare della varietà che interagisce fortemente con l’ambiente circostante, gli autori sostengono che le osservazioni di follow-up delle supernove interagenti per mesi e anni dopo l’esplosione sarebbero preziose.
“Ulteriori ricerche sui raggi X delle supernove sono preziose non solo per comprendere il ciclo di vita delle stelle”, ha detto il co-autore Brian Fields dell’Università dell’Illinois, “ma hanno anche implicazioni per campi come l’astrobiologia, la paleontologia, la terra e le scienze planetarie”.
Crediti: NASA/CXC/M. Weiss
