Det er nylig gjort sensasjonelle funn av ekstreme stjerner nær oss i Melkeveien. I løpet av en million år vil et fyrverkeri av supernovaer og hypernovaer gå av - flere av disse har potensiale til å utrydde alt liv på vår planet. Disse stjernene utgjør den største trusselen mot livet på vår planet som vi kjenner og er langt farligere enn de meget omtalte og nærgående asteroidene. Det er 40-50 prosents sannsynlighet for at tilnærmet alt liv på Jorden skal bli utryddet av disse stjernene i løpet av 1 million år!!

I tillegg tror forskerne nå at det er 30 (!) ganger flere farlige stjerner i hele Melkeveien enn de hittil har trodd - men de aller færreste er så ekstreme som våre nære naboer.

Dommedagsblinket. Dersom en hypernova eksploderer i vår egen galakse og strålebuntene peker mot oss, vil store deler av livet på Jorden bli utryddet. Melkeveiens diameter er 100 000 lysår. Skulle eksplosjonen skje nærmere enn 50 000 lysår, er det beregnet at 50 % av alle mennesker ville dø i løpet av en måned. Men de aller farligste stjernene er 10 ganger nærmere! Illustrasjon: NASA/J.C. Rizo-Patron og P.J.T. Leonard

SUPERHOP I NABOLAGET

En superhop som er oppdaget i Svanen består av opp mot 10 000 tunge og eksplosive stjerner. Hopen har fått navnet Cygnus OB2. Hittil har den skjult seg godt bak meget tette støvskyer, men nye infrarøde kameraer som klarer å se gjennom slike, oppdager mye spennende.

Asteroider og kometer når ikke opp i farlighet i forhold til gammaglimt. Bare ekstreme kollisjoner som den vi ser illustrert her, kune gjort like stor skade. Slike kollisjoner skjer ikke lenger - den siste fant sted for 3,9 milliarder år siden. Gammaglimt med minst like fæle virkninger kan derimot treffe Jorden i løpet av 1 million år. Illustrasjon: Don Davis/NASA

Noen få tusen av stjernene i hopen vil eksplodere som supernovaer i løpet av bare noen få millioner år. For oss er det imidlertid verre at minst 120 av superhopens stjerner hører til de aller tyngste og mest ekstreme i verdensrommet, deriblant de 3 mest ekstreme stjernene på nordhimmelen. Problemet er at de ligger nesten på dørstokken vår - bare 5500 lysår unna. I løpet av 1 million år vil disse ekstreme stjernene eksplodere som spesielt voldsomme supernovaer. En rekke sorte hull vil bli dannet. Noen av stjernene vil trolig bli hypernovaer - eksplosjoner som er over en million ganger voldsommere enn en supernova. Hypernovaer sender i et minutts tid ut enorme mengder farlig gammastråling, men bare i to retninger. Dersom gammastrålene sendes vår vei, vil det være alvorlig fare på ferde! Fenomenet kalles et gammaglimt.

VIRKNINGEN PÅ VÅR PLANET

Mengden stråling som treffer vår planet er sterkt avhengig av kildens avstand. Reduseres avstanden til en tidel, øker bestrålingen 100 ganger! Virkningen på vår planet av et gammaglimt fra superhopen i Svanen avhenger av gammaglimtets energi. Vi kan sammenligne med observerte gammaglimt-energier (vi tenker oss altså disse gammaglimtene plassert i superhopen og ikke milliarder av lysår borte):

De aller, aller fleste stråleblaffene skyldes eksplosjoner milliarder av lysår unna. Bare dersom strålebuntene peker mot oss, vil vi se et gammaglimt og et lysblaff. Illustrasjon: Einar Bordewich

• Det svakeste observerte gammaglimtet: Store skader på atmosfæren og næringskjeder. Hele satellittflåten ødelegges. Noen prosent av Jordens befolkning kan dø i løpet av en måneds tid. Det vil sannsynligvis også komme annen type stråling (såkalt kosmisk stråling, som består av partikler) som kan forverre situasjonen betraktelig. Det meget svake gammaglimtet skjedde i april 1998 og var mye svakere enn andre gammaglimt. Det er lite trolig at et eventuelt gammaglimt fra svanehopen vil være så energisvakt.
• De sterkeste gammaglimtene (mest energirik kilde): Jorden vil bades i rundt 100 000 ganger dødelig dose med gammastråling og andre uhyre energirike partikler. Det aller, aller meste av livet vil bli utryddet og atmosfæren vil være ødelagt for mange tusen år. I et minutts tid vil objektet skinne omtrent som Solen, kanskje litt sterkere. Energien fra annen, usynlig stråling får atmosfæren til å gløde voldsomt og kanskje smelter de øverste millimeterne av bakken.

Når lyset etter kanskje mange milliarder år når frem til oss, ser vi et gammaglimt. Når en slik stjerneeksplosjon en meget sjelden gang skjer i vår egen galakse, kan mye av livet på Jorden bli drept. Illustrasjon: Einar Bordewich

DEN STØRSTE TRUSSEL MOT LIVET

Det går 10-100 millioner år eller mer mellom hver gang Jorden treffes av en komet eller asteroide som forårsaker skader som kan sammenlignes med følgene av et relativt svakt gammaglimt fra svanehopen. Den nærmeste millionen år er dermed denne superhopen trolig en større trussel mot livet på Jorden enn det asteroider og kometer er. Det var kun i Jordens barndom at planeten ble truffet av asteroider som kunne forårsake katastrofer og virkninger som et kraftig gammaglimt fra svanehopen. Trolig vil vi kunne forutsi slike hendelser opptil 1,5 år i forveien. I løpet av kanskje 100 års tid vil vi teknologisk være i stand til å beskytte Jorden ved å legge noe foran Jorden i rommet som hindrer at strålingen treffer atmosfæren.

GIGANTISK LABORATORIUM

Superhopen er som et gigantisk laboratorium. Hopen er i virkeligheten en svært ung kulehop. Slike hoper er kuleformede ansamlinger av titusener eller hundretusener av stjerner. De aller fleste er svært gamle, men vi kjenner no få unge fra satellittgalaksene De magellanske skyer og fjernere galakser. Cygnus OB2 er den eneste kjente unge kulehop i vår galakse. Med en alder på bare 2-4 millioner år demonstrerer den for oss hvordan kulehoper blir til. Med sitt store utvalg svært tunge stjerner viser den også noen av Universets mest spektakulære fenomener i utfoldelse. Problemet vårt er at noen av disse fenomenene kan blir for spektakulære for oss.......

En hypernova sprenger en kjempestjerne og frigjør ufattelige energimengder. I midten av malstrømmen fødes et sort hull. Illustrasjon: Spectrum Astro

DETALJERT RISIKOVURDERING

I Cygnus OB2 finnes 120 +/- 20 såkalte O-stjerner. Massen til disse er minst 22 solmasser. Stjerner som dannes med mer enn ca. 40 solmasser kan eksplodere som hypernovaer og forårsake gammaglimt. Detaljer om stjernene i denne gigantiske hopen:

Type stjerne	Antall	Masse (solmasser)	Fenomen ved stjernens død
O-stjerner	120 +/- 20	Minst 22	Supernova eller hypernova
OB	2600 +/- 400	Minst 3	De fleste blir supernovaer
O-F3V	8600 +/- 1300	Minst 1,5	Masse over 10: Supernovaer
O3 If*	2	Over 60	Hypernovaer sannsynlig
Stjerne S5	1	ca. 60	Hypernova sannsynlig
Stjerne S12	1	ca. 120	Hypernova sannsynlig
LBVer	2	Over 60	Hypernovaer sannsynlig
WRer	3	Over 40	Hypernovaer sannsynlig

Stjernetypene referer til en astronomisk klassifisering basert på stjernenes temperatur, størrelse, kjemiske sammensetning og lysstyrke. O-stjerner er de varmeste og tyngste stjernene som brenner hydrogen til helium i kjernen slik som Solen. Overflatetemperaturen er over 20 000 grader. OB inkluderer også litt kjøligere stjerner. O-F3V inkluderer alle hydrogenbrennende stjerner som er minst 50% tyngre enn Solen. Tabellens siste linjer beskriver noen enkeltstjerner. LBVer er i en spesielt ustabil, men kortvarig fase. WR står for Wolf-Rayet-stjerner. Dette er siste fase av meget tunge stjerners liv før de eksploderer. Vurdert utifra alle stjernene i hopen, er det trolig minst 100 000 år før disse begynner å eksplodere. Stjernen S12 er den mest lyssterke i vår galakse! Fordi den har vært skjult av støv og gass er det først de siste årene vi har blitt oppmerksom på den.

Årsaken til hypernovaene ligger aller innerst i kjernen til de tyngste stjernene. Dersom disse roterer raskt, dannes det i kjernen en skive av gass (sorte områder på sidene) som virvler voldsomt inn mot sentrum der et sort hull dannes (sort prikk i midten). Noe av gassen blir slynget ut langs polaksene med kolossal hastighet (hvite og gule søyler på vei opp og ned). Disse trenger seg ut av stjernen og forårsaker et gammaglimt. Resten av stjernen blir også sprengt i filler. Dette er en simulering utført av McFadyen og Woosley (Astrophysical Journal 524, 262 1999).

Det totale antall stjerner med opprinnelig masse over 40 solmasser er usikkert, men sannsynligvis 40-50.

Strålebuntene fra et gammaglimt dekker i gjennomsnitt bare 1 prosent av himmelkulen. Vi ser derfor bare 1 prosent av gammaglimtene. Sannsynligheten for at livet på Jorden skal bli utryddet av stjerner i superhopen i løpet av en million år estimeres derfor å være 40-50 %. Vi vet ikke om alle stjerner med masse over 40 solmasser forårsaker gammaglimt. Men vi vet heller ikke om gammaglimt kan dekke mer enn 1 prosent av himmelkulen og om hypernovaer på så kort hold kan være farlige selv om jetstrålene ikke peker mot oss. Nye undersøkelser ville heller øke enn redusere farlighetsestimatet. Med mulig unntak av Wolf-Rayet-stjernene, har ikke stjernene kommet så langt i sin utvikling at det er sannsynlig med hypernovaeksplosjoner på minst 100 000 år.

Solen og resten av Solsystemet går i bane rundt sentrum av Melkeveigalaksen. I løpet av 1 million år vil ikke vårt solsystem flytte seg så langt at det har noen betydning for virkningen av eksplosjoner i svanehopen. På denne avstanden vil også supernovaer være spektakulære, men de vil neppe utgjøre noen risiko for oss.

ANIMASJONER

Hypernovaer oppstår når meget tunge og raskt roterende stjerner dør. To kraftige stråler av superhet gass trenger seg gjennom stjernens ytre lag og spruter ut i verdensrommet. Da oppstår intens gammastråling og et lysblaff. Disse filmene er resultatet av store simuleringer utført av McFadyen og viser hvordan jetstrålene oppstår og trenger seg ut gjennom kjernen av stjernen. Stjernens ytre lag er ikke med her. (1.7 MB (venstre) og 10.8 MB (høyre) MPEG) Animasjoner: Andrew McFadyen, UCSC Astronomy og Lick Observatory

MER INFORMASJON:

Skader fra gammaglimt

Kosmiske katastrofer

Historiens kraftigste smell - forklaringen

Lyssterkeste stjerner i Melkeveien

Bilde av superhopen i Cygnus. S12 er midt i bildet.

Rundt superhopen er det en superboble i den interstellare gassen.

IAU-symposium 212 om tunge stjerner