高密度の天体が融合する時に起こる大規模な爆発「キロノヴァ」。比較的珍しい出来事であり、天の川銀河全体にある1000億個の星のうち、衝突する運命にある中性子星は10個程度しかないと推測されています。しかし、もし天の川銀河でキロノヴァが起こったならば、地球にどのような影響を与えるのでしょうか。海外の科学メディア「Science Alert」が詳しく解説しています。
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キロノヴァが地球に与える影響
イリノイ大学アーバナ・シャンペーン校の物理学者ヘイル・パーキンス氏が率いるチームによれば、爆発がある程度の近さで起これば、それはあまり良いことはないと言います。またプレプリント・サーバーarXivにアップロードされた研究結果によれば、もし地球がキロノヴァのガンマ線バーストの通り道にいなければ、最大の脅威は宇宙線であるとのこと。距離に応じて影響が変わり、最も致命的な影響は35光年以内にある場合に起こると言います。
二重中性子星衝突は、観測されたわずかな数に基づきますが、いくつかの構成要素を持っています。通常、短時間のガンマ線バースト（単星の衝突による超新星はより長い）があり、衝突する星の両側で一対の細いジェットで噴出します。また、それぞれのジェットの周りにはガンマ線のコクーンがあり、これはジェットがキロノヴァの間に放出された物質を打ち抜こうとして形成されるものです。
ジェットが周囲の星間物質に衝突すると、強力なX線が発生します。これはX線残光と呼ばれるものです。そして、数年、数世紀にもわたって状況が変化するにつれて、衝突の中心から宇宙線のバブルが宇宙空間に広がっていきます。
パーキンス氏とチームは、これまでに検出された最初の中性子星衝突であるGW170817から得られた情報に基づいて、このような事象が惑星にどのような影響を与えるかを調査しました。その結果、91パーセク（297光年）以内の範囲にある生物は、強力なガンマ線によっておそらく滅亡することがわかりました。しかし、その範囲外であれば、比較的安全だということも判明しました。コクーン構造からのガンマ線を浴びるには、約13光年の距離にいる必要があるのです。
これらの脅威はどちらも短時間しか持続しません。地球の成層圏のオゾンを剥ぎ取り、回復するのに約4年かかるでしょう。研究チームは、X放射線の方がはるかに致命的であることを発見しました。X線はガンマ線よりも残光が長く続くからです。しかし、それでも比較的近く、約16光年以内にいる必要があります。
研究者たちは、最も大きな脅威となるのは、宇宙線の長期的なバブルであると結論づけました。キロノヴァ残骸によって加速された宇宙線は、オゾンを剥ぎ取り、地球を無防備な状態にし、放射線を浴びせます。その結果、壊滅的な大量絶滅が引き起こされると言います。そのためには、発生源から約35光年以内にいる必要があります。
そしてキロノヴァの危険性について研究者たちは次のように述べています。
The rarity of binary neutron star mergers combined with a small range of lethality means that they are probably not important threats to life on Earth. We find that the mean recurrence time of lethal mergers at the location of the Sun is much larger than the age of the Universe,” the researchers write.However, even if it never induced a mass extinction, a nearby kilonova event would be visible on Earth. It would likely disrupt technology soon after the merger and remain bright in the sky for over a month.
— 引用：arxiv訳：連星中性子星合体の希少性は、致死性の範囲が小さいことと相まって、おそらく地球上の生命にとって重要な脅威ではないと考えられる。我々は、太陽の位置での致命的な合体の平均再現時間は、宇宙の年齢よりもはるかに大きいことを発見した。しかし、たとえ大量絶滅を引き起こさなかったとしても、近くのキロノヴァ現象は地球で見ることができるでしょう。キロノヴァ現象は、合体後すぐに科学技術を混乱させ、1ヶ月以上空で明るく輝き続けるでしょう。
地球にとっては、太陽からの巨大フレアの方がはるかに危険です。他にも、小惑星の衝突や超新星爆発の方が心配です。幸いなことに、キロノヴァはこのような事態より比較的安全であると言えるでしょう。
