超新星会毁灭地球吗？

仙后座 A 是一颗超新星遗迹，距离地球 11,000 光年。该图像由钱德拉 X 射线天文台在可见光和 X 射线波长下拍摄。

想象一下你自己在深夜看星星。看着夜空，您会发现一颗星星开始发出越来越亮的光。突然，强烈的光波从恒星中爆发出来，天空中充满了耀眼的光芒。当亮度变成压倒性的鲜艳色彩的灯光秀时，你眯起眼睛。

不幸的是，这美丽的景象将毁掉你。

你刚刚目睹的是一颗大质量恒星的死亡，天文学家称之为超新星。这些强大的生命终结爆炸是宇宙中最活跃的事件之一。通常，只有质量至少为八个太阳质量的恒星才会在超新星中结束生命。较小的恒星根本没有足够的能量来引发爆炸。

超新星通过产生比铁重的天然元素（包括金、铜、锌和镍等重要金属），在宇宙演化中发挥着重要作用。事实上，如果没有这些爆炸，构成地球的许多物质就不会存在。超新星还会产生冲击波，导致星际气体和尘埃云中新恒星的诞生。它们释放的能量和辐射水平从我们人类的角度很难想象。尽管具体数字因大小而异，但超新星平均释放约 10⁴⁴ 焦耳的能量，相当于 100 亿个太阳同时发光。

考虑到超新星的威力有多大，一颗靠近我们星球的超新星绝对会摧毁我们所有人。问题是有多接近？

超新星遗迹 W49B，估计已有 1,000 年历史，距地球 26,000 光年

因超新星爆发而死亡

对我们来说幸运的是，超新星造成的死亡并不是直接的威胁。然而，想想爆炸中释放出多少能量就令人惊讶。科幻小说作家兰德尔·门罗（Randall Munroe）推广了一条普遍规则，即无论你想象的超新星有多大，都要想得更大。在一篇有关该主题的文章中，Munro 解释说，发生在 9300 万英里（地球到太阳的距离）处的超新星所产生的能量将比氢弹爆炸产生的能量多九个数量级。

是的，就是这么极端。

幸运的是，我们的太阳不能以这种方式杀死我们，因为它还没有大到足以成为超新星。但是太阳系之外的超新星，但仍然相对较近，可能会给地球带来灾难性的后果。据 PBS Space Time 报道，许多科学家一致认为，如果超新星的威力足以摧毁大约 30-50% 的臭氧层，就会发生大规模灭绝，臭氧层保护我们的星球免受来自太空的致命辐射。

从国际空间站拍摄的地球大气层图像。可见的蓝色区域是平流层，其中一层臭氧保护层阻挡了来自太空的有害辐射。

如果没有臭氧层，地球上的所有生命都将容易受到宇宙辐射的影响。这将永远改变气候，并使我们的身体暴露在极高剂量的致命辐射之下。如果你认为《辐射》中的核灾难很可怕，那么距离地球足够近的超新星会更糟糕。为了剥夺我们的大气层所需的臭氧量，超新星必须距离地球 15 到 20 光年。迄今为止，太阳系 20 光年内有 84 个已知恒星系统。好消息是，其中只有 7 颗大到不需要望远镜就能看到，而且没有一颗大到足以成为超新星。

超新星越近，后果就越严重。如果距离太阳系最近的恒星比邻星作为超新星爆炸，我们甚至没有时间眨眼，它的辐射就开始到达地球。如果距离只有 4 光年，冲击波就会破坏地球大气层并烧焦地表。一切都会消亡，地球空虚、干燥且充满放射性。

即使超新星距离足够远，不会很快破坏大气层，但这并不意味着它不会对这里造成严重破坏。30到50光年外的超新星仍然可能发出足够致命的宇宙辐射，严重破坏我们的臭氧层，尽管确切的结果将取决于超新星的类型和它穿过的星际介质类型。

撞击喷射开始的图示，撞击喷射是爆炸恒星发出初始能量冲击波时发生的闪光。

与近距离爆炸类似，30到50光年之外的“杀伤区”内的超新星会造成最大的破坏，对我们的大气层的破坏足以显着增加到达地表的致命辐射量。考虑到距离，这种情况的进展速度比 20 光年内超新星的破坏要慢，但仍然有足够的辐射到达我们，对臭氧层造成不可逆转的破坏。

100光年外的超新星仍然可能产生明显的负面影响。虽然这可能不是毁灭性的事件，但臭氧层的破坏和气候变化仍然可能导致大规模灭绝。许多敏感物种将无法应对温度和天气的变化，癌症发病率将会增加。深海和地下物种的生存状况可能比生活在地表的物种要好得多。

您需要保持多远的距离才安全？

即使是 150 光年外的超新星也会向地球发出数千年的辐射。虽然这可能不足以导致许多物种的大规模灭绝，但我们确实预计人类和动物的癌症发病率会增加。地球周围宇宙辐射的增加也会由于大气层外危险的高辐射水平而阻碍太空旅行，从而有效地使我们几代人都与地球隔绝。

超过 150 光年，超新星爆炸通常不会对地球及其周围造成明显影响，除非在某些特殊情况下。

这张图片由 ESO 拍摄，显示了大约 1.4 亿光年外可能发生的超新星。

其中一个例子是超新星，即一颗巨大恒星的超新星爆炸。超新星的亮度是传统超新星的 10 倍，随之而来的是辐射水平的增加。超新星可能比普通超新星距离更远，但仍然会给地球上的我们带来问题，但幸运的是，与普通超新星相比，这是一种罕见的事件。

2022年发表的一项研究称，150光年以上的超新星在特殊情况下仍然可能致命。特别是，具有高水平 X 射线发射的超新星爆炸可以与远离爆炸的气体和尘埃的星际环境相互作用，从而将电离辐射发送到比通常预期更远的距离。这需要超新星被浓密的星际气体和尘埃云包围，并且爆炸本身比普通超新星发射更多的 X 射线。

那么我们什么时候才能最终安全呢？

距离至少 300 光年的超新星爆炸每隔几百万年就会发生一次，其亮度足以使夜空在最初事件发生后的几个月内看起来像暮色。尽管辐射水平的增加会很明显，但从长远来看，它不太可能对地球及其居民造成危害。

蟹状星云（M1），中国天文学家于公元1054年记录的超新星遗迹。这张图像是詹姆斯·韦伯太空望远镜于 2023 年在近红外和中红外波长下拍摄的。

数千光年之外的超新星可能仍然可以用肉眼看到，甚至在白天也是如此。尽管这些遥远的事件不会对我们的星球造成伤害，但在这个距离上的超新星可以在数周或数月内可见。中国天文学家在公元 1054 年看到了一个有记录的例子，它被认为是白天可见的“客星”，持续了大约一个月。天文学家后来发现了这颗超新星的遗迹——蟹状星云，距离我们大约 6,500 光年。

考古证据指向过去的超新星

由于超新星距离不够近，不足以对地球造成潜在的毁灭性影响，那么超新星是否有可能在过去就已经影响过我们的星球呢？科学家们是这么认为的。

超新星爆炸导致大规模灭绝的第一个证据出现在更新世末期。根据 2016 年《天体物理学杂志快报》发表的一项研究，有证据表明多颗超新星发生在距离超过 100 秒差距（超过 300 光年）的地方。该研究估计，两次主要的超新星爆发导致了小规模的大规模灭绝，一次发生在 6.5-870 万年前，另一次发生在 1.7-320 万年前。

显示局部气泡和位于其中的分子云的概念图像。这些分子云是新恒星的诞生地。

根据我们迄今为止所看到的情况，这些距离的超新星不应该能够摧毁我们所有人，但研究作者指出，更新世和上新世时代岩石中的铁等重元素含量较高。它们还表明，银河系的星际介质（至少 1,000 光年宽，被称为局部气泡）中不存在任何物质。这个相对空旷的空间很可能是被一系列超新星爆炸清理干净的，其中一些被认为是导致前面提到的灭绝事件的那些爆炸。

另一项研究发现，泥盆纪末期地球上近75%的物种灭绝也可能是由超新星造成的。研究人员认为，这一时期的物种大灭绝是由距离20秒差距（65光年）的超新星爆炸造成的。这将位于超新星的“杀伤区”之外，但距离足够近，足以对大气造成重大破坏，从而导致气候变化。有证据表明，泥盆纪大规模灭绝是由平流层臭氧减少引起的，这与天文学家预期的如此距离的超新星影响我们的星球的方式相符。

末世临近了吗？

幸运的是，任何靠近地球的危险恒星都不会很快爆炸。在距我们 300 光年范围内只有两个候选者，而且他们都没有威胁到地球的毁灭。第一个是角宿一，这是一个由两颗蓝巨星组成的双星系统，距离 260 光年。这是我们最接近的超新星候选者。

第二个候选者 IK Pegasi 在技术上更接近，至少目前如此。距离150光年的IK Pegasi位于超新星危险区。然而，天文学家并不担心，原因很简单。IK Pegasi 目前正以约 20 公里/秒的速度远离地球，即每 16,000 年约一光年。鉴于天文学家估计它在几百万年内不会变成超新星，到那时它将远远超出地球的危险区域。

参宿四是我们夜空中最亮的星星之一。该图像是 ESO 数字化巡天 2 (DSS2) 的一部分拍摄的合成图像。

目前最令天文学家兴奋的超新星候选者是红超巨星参宿四，它在 2019 年显着变暗，然后在 2023 年增亮了其基本亮度的 150%，这表明它可能在未来 10,000 到 100,000 年内处于爆炸边缘，尽管时间会证明这是否会发生得更早。

超新星参宿四距离我们大约 700 光年，白天就在我们的视线范围内，但距离足够远，不会伤害我们。

虽然参宿四超新星不太可能在我们的有生之年发生，但肉眼可见的新星爆炸即将发生。双星系统T日冕座（T CrB）正处于新星爆发的边缘，这种事件类似于超新星，但白矮星从伴星获得足够的质量，直到它在爆炸中喷射出多余的物质。新星的威力比超新星小得多，并且不会导致爆炸恒星的死亡。

类似于 T CrB 的双星系统渲染图。在这张图片中，一颗红巨星（右）正在将氢流失给一颗微小的白矮星。最终，白矮星将获得足够的质量，压力和温度的增加将导致白矮星爆发成新星。这种事在他一生中可能会发生好几次。

新的 T CrB 很有可能在今年年底之前（可能是 9 月底之前）发生。通常，只有通过望远镜才能看到的暗星，一开始会像北极星一样明亮，然后逐渐消失，但在几天到一周内通过双筒望远镜仍然可以看到。该系统每 80 年可靠地更新一次，使其成为千载难逢的事件。

总体而言，在可预见的未来，我们的星球不会受到任何即将到来的超新星的影响。正如天文学家兼作家菲尔普拉特在谈到即将到来的超新星候选者时所说的那样，“你可以把超新星从你害怕的事情清单上去掉。”

除非人类设法毁灭自己，否则我们唯一要担心的恒星将是我们自己的太阳，当它在 50 亿年后成为红巨星并在其新的扩展极限中吞没地球时。