Vai gamma staru pārraide varētu iznīcināt dzīvi uz Zemes?

No visām kosmiskajām katastrofām, kas varētu ietekmēt mūsu planētu, gamma staru pārrāvuma radītais uzbrukums noteikti ir viens no ekstrēmākajiem. GRB, kā tos sauc, ir spēcīgi notikumi, kas izdala milzīgu gamma staru daudzumu. Tie ir vieni no nāvējošākajiem zināmajiem starojumiem. Ja kāds notiktu blakus gamma staru radošam objektam, viņu tūlīt apceptu. Protams, gamma staru pārrāvums varētu ietekmēt dzīvības DNS, izraisot ģenētiskus bojājumus ilgi pēc tam, kad pārsprāgšana ir beigusies. Ja šāda lieta notiktu Zemes vēsturē, tā varēja mainīt dzīvības attīstību uz mūsu planētas.

Labās ziņas ir tādas, ka Zemes uzspridzināšana ar GRB ir diezgan maz ticams notikums. Tas ir tāpēc, ka šie pārrāvumi notiek tik tālu, ka izredzes tikt nodarītiem vienam ir diezgan niecīgas. Tomēr tie ir aizraujoši notikumi, kas piesaista astronomu uzmanību ikreiz, kad tie notiek.

Gamma staru pārrāvumi ir milzu sprādzieni tālu galaktikās, kas izdala spiegi spēcīgi enerģētiskus gamma starus. Zvaigznes, supernovas un citi kosmosā esošie objekti izstaro savu enerģiju dažādās gaismas formās, ieskaitot redzamo viegls, rentgenstari, gamma stari, radioviļņiun neitrīno, lai nosauktu dažus. Gamma-ray pārrāvumi koncentrē savu enerģiju uz noteiktu viļņa garumu. Tā rezultātā tie ir daži no visspēcīgākajiem notikumiem Visumā, un arī sprādzieni, kas tos rada, ir diezgan spilgti redzamā gaismā.

Kas izraisa GRB? Ilgu laiku viņi palika diezgan noslēpumaini. Viņi ir tik spilgti, ka sākumā cilvēki domāja, ka varētu būt ļoti tuvu. Tagad izrādās, ka daudzi ir ļoti tāli, kas nozīmē, ka viņu enerģijas ir diezgan augstas.

Astronomi tagad zina, ka viena no šiem uzliesmojumiem ir nepieciešams kaut kas ļoti dīvains un apjomīgs. Tās var rasties, ja divi ļoti magnetizēti objekti, piemēram melnie caurumi vai neitronu zvaigznes saduras, to magnētiskie lauki apvienojas. Šī darbība rada milzīgas strūklas, kas koncentrē enerģētiskās daļiņas un fotonus, kas izplūst no sadursmes. Sprauslas atrodas daudzu gaismas gadu telpā. Padomājiet par viņiem, piemēram Zvaigžņu trekslīdzīgi fazera pārrāvumi ir tikai daudz jaudīgāki un sasniedzami gandrīz kosmiskā mērogā.

Gamma-staru pārrāvuma enerģija ir fokusēta pa šauru staru. Astronomi saka, ka tas ir "kolimizēts". Kad sabrūk supermasīva zvaigzne, tā var radīt ilglaicīgu eksploziju. Divu melno caurumu vai neitronu zvaigžņu sadursme rada īslaicīgus pārrāvumus. Savādi, ka īstermiņa pārrāvumi var būt mazāk kolimēti vai dažos gadījumos vispār nav īpaši fokusēti. Astronomi joprojām strādā, lai noskaidrotu, kāpēc tas varētu būt.

Trieciena enerģijas kolimācija nozīmē, ka liela daļa tā koncentrējas šaurā starā. Ja Zeme notiek gar fokusētā sprādziena redzamības līniju, instrumenti uzreiz atklāj GRB. Tas faktiski rada arī redzamas gaismas spilgtu sprādzienu. Ilgstošs GRB (kas ilgst vairāk nekā divas sekundes) var radīt (un fokusēt) tādu pašu enerģijas daudzumu, kāds tiktu radīts, ja 0,05% Saules acumirklī pārvērstos enerģijā. Tagad tas ir milzīgs sprādziens!

Ir grūti saprast šāda veida enerģijas neizmērojamību. Bet, kad tik daudz enerģijas tiek starots tieši no puspasaules visuma, to var redzēt ar neapbruņotu aci šeit uz Zemes. Par laimi vairums GRB nav tik tuvu mums.

Kopumā astronomi atklāj apmēram vienu pārsprāgumu dienā. Tomēr viņi atklāj tikai tos, kas izstaro viņu radiāciju Zemes vispārējā virzienā. Tātad astronomi, visticamāk, redz tikai nelielu procentuālo daļu no visiem GRB, kas rodas Visumā.

Tas rada jautājumus par to, kā GRB (un objekti, kas tos izraisa) tiek izplatīti telpā. Viņi ļoti paļaujas uz zvaigžņu veidojošo reģionu blīvumu, kā arī uz iesaistītās galaktikas vecumu (un, iespējams, arī uz citiem faktoriem). Kaut arī šķiet, ka vairums gadījumu atrodas tālās galaktikās, tie varētu notikt tuvējās galaktikās vai pat mūsu pašu. Tomēr šķiet, ka GRB Piena ceļā ir diezgan reti.

Pašreizējie aprēķini liecina, ka gamma staru pārrāvums notiks mūsu galaktikā vai tuvējā galaktikā aptuveni reizi piecos miljonos gadu. Tomēr ir diezgan iespējams, ka radiācija neietekmēs Zemi. Lai tas panāktu efektu, tam jānotiek diezgan tuvu mums.

Viss atkarīgs no starojuma. Pat objektus, kas ir ļoti tuvu gamma staru pārraidei, var ietekmēt, ja tie neatrodas staru ceļā. Tomēr, ja objekts ir ceļā rezultāti var būt postoši. Ir pierādījumi, kas liek domāt, ka nedaudz tuvumā esošs GRB varēja notikt pirms apmēram 450 miljoniem gadu, kas varētu būt izraisījis masveida izmiršanu. Tomēr pierādījumi par to joprojām ir maz.

Tuvumā esošais gamma staru pārsprāgums, kas staro tieši uz Zemes, ir diezgan maz ticams. Tomēr, ja tāds notiktu, kaitējuma apmērs būtu atkarīgs no tā, cik tuvu ir eksplozija. Pieņemot, ka tāds notiek piena ceļš galaktika, bet ļoti tālu no mūsu Saules sistēmas, iespējams, viss nebūs pārāk slikti. Ja tas notiek salīdzinoši netālu, tad tas ir atkarīgs no tā, cik lielu staru krustojas Zeme.

Ar gamma stariem, kas tiek staroti tieši uz Zemes, starojums iznīcinātu ievērojamu mūsu atmosfēras daļu, īpaši ozona slāni. Fotoni, kas plūst no eksplozijas, izraisīs ķīmiskas reakcijas, kas noved pie fotoķīmiskā smoga. Tas vēl vairāk pasliktinātu mūsu aizsardzību no kosmiskie stari. Tad ir nāvējošas starojuma devas, kuras varētu izjust virszemes dzīve. Gala rezultāts būtu masveida izmiršana lielākajai daļai mūsu planētas dzīvības sugu.

Par laimi šāda notikuma statistiskā varbūtība ir maza. Liekas, ka Zeme atrodas galaktikas reģionā, kur reti sastopamas supermasīvas zvaigznes, un binārs kompakto objektu sistēmas nav bīstami tuvu. Pat ja GRB notiktu mūsu galaktikā, varbūtība, ka tas būtu vērsts tieši uz mums, ir diezgan reta.

Tātad, kaut arī GRB ir daži no visspēcīgākajiem notikumiem Visumā, ar spēku iznīcināt dzīvību uz visām planētām, kas atrodas tā ceļā, mēs parasti esam ļoti droši.

Astronomi novēro GRB ar orbītā esošiem kosmosa kuģiem, piemēram, FERMI misiju. Tas izseko katru gamma staru, ko izstaro no kosmiskiem avotiem gan mūsu galaktikā, gan kosmosa tālajās vietās. Tas kalpo arī kā sava veida "agrīna brīdināšana" par ienākošajiem pārrāvumiem un mēra to intensitāti un atrašanās vietu.

Rediģējis un atjauninājis Karolīna Kolinsa Petersena.