Stjärnor som solen är anmärkningsvärt konstanta. De varierar i ljusstyrka med endast 0,1 % över år och decennier, tack vare fusionen av väte till helium som driver dem. Denna process kommer att hålla solen skina stadigt i cirka 5 miljarder år till, men när stjärnor tar ut sitt kärnbränsle kan deras död leda till pyroteknik.
Solen kommer så småningom att dö genom att växa sig stor och sedan kondensera till en typ av stjärna som kallas en vit dvärg. Men stjärnor som är mer än åtta gånger större än solen dör våldsamt i en explosion som kallas en supernova.
Supernovor inträffar över Vintergatan bara några gånger per sekel, och dessa våldsamma explosioner är vanligtvis tillräckligt avlägsna för att människor här på jorden inte märker det. För att en döende stjärna ska ha någon effekt på livet på vår planet måste den bli supernova inom 100 ljusår från jorden.
Jag är en astronom som studerar kosmologi och svarta hål.
I mitt skrivande om kosmiska slut har jag beskrivit hotet från stjärnkatastrofer som supernovor och relaterade fenomen som gammastrålningskurar. De flesta av dessa katastrofer är avlägsna, men när de inträffar närmare hemmet kan de utgöra ett hot mot livet på jorden.
Väldigt få stjärnor är tillräckligt stora för att dö i en supernova. Men när man gör det konkurrerar det kort med ljusstyrkan hos miljarder stjärnor. Vid en supernova per 50 år och med 100 miljarder galaxer i universum exploderar en supernova någonstans i universum var hundradels sekund.
Den döende stjärnan avger högenergistrålning som gammastrålar. Gammastrålar är en form av elektromagnetisk strålning med våglängder mycket kortare än ljusvågor, vilket innebär att de är osynliga för det mänskliga ögat. Den döende stjärnan släpper också ut en ström av högenergipartiklar i form av kosmiska strålar:subatomära partiklar som rör sig nära ljusets hastighet.
Supernovor i Vintergatan är sällsynta, men några har varit tillräckligt nära jorden för att historiska uppgifter diskuterar dem. År 185 A.D. dök en stjärna upp på en plats där ingen stjärna tidigare hade setts. Det var förmodligen en supernova.
Observatörer runt om i världen såg en ljusstark stjärna plötsligt dyka upp år 1006 A.D. Astronomer matchade den senare med en supernova 7 200 ljusår bort. Sedan, år 1054 e.Kr., registrerade kinesiska astronomer en stjärna som var synlig på daghimlen som astronomer senare identifierade som en supernova 6 500 ljusår bort.
Johannes Kepler observerade den sista supernovan i Vintergatan 1604, så i statistisk mening är nästa dags för sent.
På 600 ljusår bort är den röda superjätten Betelgeuse i stjärnbilden Orion den närmaste massiva stjärnan som närmar sig slutet av sitt liv. När den blir supernova kommer den att lysa lika starkt som fullmånen för dem som tittar från jorden, utan att skada livet på vår planet.
Om en stjärna går supernova tillräckligt nära jorden kan gammastrålningen skada en del av planetskyddet som gör att liv kan frodas på jorden. Det finns en tidsfördröjning på grund av ljusets ändliga hastighet. Om en supernova försvinner 100 ljusår bort tar det 100 år för oss att se den.
Astronomer har hittat bevis på en supernova 300 ljusår bort som exploderade för 2,5 miljoner år sedan. Radioaktiva atomer fångade i havsbottensediment är tecken på denna händelse. Strålning från gammastrålar urholkade ozonskiktet, som skyddar livet på jorden från solens skadliga strålning. Denna händelse skulle ha svalnat klimatet, vilket ledde till att vissa forntida arter utrotades.
Säkerhet från en supernova kommer med större avstånd. Gammastrålar och kosmiska strålar sprider sig i alla riktningar när de sänds ut från en supernova, så andelen som når jorden minskar med större avstånd. Föreställ dig till exempel två identiska supernovor, med den ena 10 gånger närmare jorden än den andra. Jorden skulle få strålning som är ungefär hundra gånger starkare från den närmaste händelsen.
En supernova inom 30 ljusår skulle vara katastrofal, allvarligt utarma ozonskiktet, störa den marina näringskedjan och sannolikt orsaka massutrotning. Vissa astronomer gissar att närliggande supernovor utlöste en serie massutrotningar för 360 till 375 miljoner år sedan. Lyckligtvis inträffar dessa händelser inom 30 ljusår bara med några hundra miljoner år.
När neutronstjärnor kolliderar
Men supernovor är inte de enda händelserna som avger gammastrålar. Neutronstjärnekollisioner orsakar högenergifenomen allt från gammastrålar till gravitationsvågor.
Efterlämnade efter en supernovaexplosion är neutronstjärnor materia i stadsstorlek med tätheten av en atomkärna, så 300 biljoner gånger tätare än solen. Dessa kollisioner skapade många av guldet och ädla metallerna på jorden. Det intensiva trycket som orsakas av att två ultratäta föremål kolliderar tvingar neutroner in i atomkärnor, vilket skapar tyngre grundämnen som guld och platina.
En kollision med neutronstjärnor genererar en intensiv explosion av gammastrålar. Dessa gammastrålar koncentreras till en smal strålning som ger ett stort slag.
Om jorden var i skottlinjen för en gammastrålning inom 10 000 ljusår, eller 10 % av galaxens diameter, skulle explosionen allvarligt skada ozonskiktet. Det skulle också skada DNA inuti organismers celler, på en nivå som skulle döda många enkla livsformer som bakterier.
Det låter olycksbådande, men neutronstjärnor bildas vanligtvis inte i par, så det är bara en kollision i Vintergatan ungefär var 10 000:e år. De är 100 gånger sällsynta än supernovaexplosioner. Över hela universum sker en kollision med neutronstjärnor med några minuters mellanrum.
Gammastrålningsutbrott kanske inte utgör ett överhängande hot mot livet på jorden, men över mycket långa tidsskalor kommer utbrott oundvikligen att träffa jorden. Oddsen för att en gammastrålning ska utlösa en massutrotning är 50 % under de senaste 500 miljoner åren och 90 % under de 4 miljarder år som gått sedan det har funnits liv på jorden.
Med den matematiken är det ganska troligt att en gammastrålning orsakade en av de fem massutdöendena under de senaste 500 miljoner åren. Astronomer har hävdat att en gammastrålning orsakade den första massutrotningen för 440 miljoner år sedan, då 60 % av alla marina varelser försvann.
De mest extrema astrofysiska händelserna har en lång räckvidd. Astronomer påmindes om detta i oktober 2022, när en strålningspuls svepte genom solsystemet och överbelastade alla gammastrålningsteleskop i rymden.
Det var den ljusaste gammastrålningen som inträffat sedan den mänskliga civilisationen började. Strålningen orsakade en plötslig störning av jordens jonosfär, trots att källan var en explosion nästan 2 miljarder ljusår bort. Livet på jorden påverkades inte, men det faktum att det förändrade jonosfären är nykter – en liknande explosion i Vintergatan skulle vara en miljon gånger ljusare.
Tillhandahålls av The Conversation
Den här artikeln är återpublicerad från The Conversation under en Creative Commons-licens. Läs originalartikeln. 
