Če je preblizu okolju, v katerem je zapleteno življenje, bi gama žarki lahko črkovali smrt za to življenje. Toda ali bi lahko bili GRB razlog, da v kozmosu še nismo našli dokazov o drugih civilizacijah? Da bi lažje odgovorili na veliko vprašanje "kje so vsi?" fiziki iz Španije in Izraela so zožili časovno obdobje in področja prostora, v katerih bi lahko zapleteno življenje vztrajalo z majhnim tveganjem izumrtja s strani GRB.
GRB so nekateri najbolj kataklizmičnih dogodkov v vesolju. Astrofiziki so osupljivi nad njihovo intenzivnostjo, nekateri pa lahko za kratek trenutek zasenčijo celotno vesolje. Do zdaj so ostali neverjetni daljni dogodki. Toda v novem prispevku so fiziki stehtali, kako lahko GRB omejijo, kje in kdaj se lahko življenje vztraja in razvija, kar je potencialno v inteligentno življenje.
V svojem prispevku "O vlogi GRB-jev pri izumrtju življenja v vesolju", objavljenem v reviji Znanost, Dr. Piran z hebrejske univerze in dr. Jimenez z univerze v Barceloni najprej razmislijo, kaj je znano o izbruhih gama žarkov. Kovinskost zvezd in galaksij kot celote je neposredno povezana s frekvenco GRB. Kovinskost je obilje elementov, ki presegajo vodik in helij v vsebnosti zvezd ali celih galaksij. Več kovin zmanjša frekvenco GRB. Galaksije z nizko vsebnostjo kovin so nagnjene k večji frekvenci GRB. Raziskovalci, ki se sklicujejo na svoje prejšnje delo, navajajo, da so opazovalni podatki pokazali, da GRB-ji na splošno niso povezani s stopnjo tvorjenja zvezd v galaksiji; tvorjenje zvezd, vključno z masivnimi, ni najpomembnejši dejavnik za povečano frekvenco GRB.
Kot bi bila usoda, živimo v galaksiji z visoko kovinsko vsebino - Mlečni poti. Piran in Jimenez kažeta, da je pogostost GRB v Mlečni poti nižja glede na najnovejše razpoložljive podatke. To je dobra novica. Bolj pomembna je umestitev sončnega sistema znotraj Mlečne poti ali katere koli galaksije.
V prispevku je navedeno, da obstaja 50-odstotna možnost za a smrtonosna GRB se je v zadnjih 500 milijonih let zgodil blizu Zemlje. Če je zvezdni sistem znotraj galaksijskega središča v 13 000 svetlobnih letih (4 kilo parsec), se kvote dvignejo na 95%. Učinkovito zaradi tega so najgostejša območja vseh galaksij preveč nagnjena k GRB, da bi lahko zapleteno življenje vztrajalo.
Zemlja leži na 8,3 kilo parseka (27 000 svetlobnih let) od galaktičnega središča, delo astrofizikov pa tudi zaključuje, da možnosti smrtne nevarnosti GRB v 500-milijonskem letnem obdobju ne padejo pod 50%, dokler ne presegajo 10 kilogramov parseksov ( 32.000 svetlobnih let). Torej kvote Zemlje niso bile najbolj ugodne, a očitno ustrezne. Zvezdni sistemi, ki so bolj oddaljeni od središča, so varnejši prostori za življenje in razvoj. Le obrobna območja z nizko gostoto zvezd v velikih galaksijah preprečujejo življenje pred škodljivimi eksplozijami gama žarkov.
Prispevek nadaljuje z opisom njihove ocene učinka GRB po vsem vesolju. Navajajo, da ima le približno 10% galaksij okolje, ki je ugodno za življenje, ko skrbijo dogodki GRB. Na podlagi prejšnjega dela in novih podatkov so morale galaksije (njihove zvezde) doseči kovinsko vsebnost 30% Sončevega zraka, galaksije pa so morale biti v premeru vsaj 4 kilo parsekse (13.000 svetlobnih let), da so zmanjšale tveganje za smrtonosni GRB. Preprosto življenje bi lahko preživelo večkratne GRB. Z razvojem v višje življenjske oblike bi se množično izumrtje vedno znova postavilo nazaj.
Piranovo in Jimenezovo delo razkrivata tudi odnos do kozmološke konstante. Nadaljnje čase je bila kovina znotraj zvezd nižja. Šele po generacijah nastajanja zvezd - milijard let - so težje prvine nastale znotraj galaksij. Sklepajo, da se zapleteno življenje na Zemlji - od želejevih rib do ljudi - v zgodnjem vesolju ne bi moglo razviti pred Z> 0,5, kozmološkim rdečim premikom, enakim približno 5 milijardam let nazaj ali več. Analiza tudi kaže, da obstaja 95-odstotna verjetnost, da je Zemlja v zadnjih 5 milijardah let doživela smrtonosno GRB.
Vprašanje, kakšen učinek bi lahko imel bližnji GRB na življenje, se postavlja desetletja. Leta 1974 je doktor Malvin Ruderman z univerze Columbia razmislil o posledicah bližnje supernove na ozonski plast Zemlje in na zemeljsko življenje. Njegovo in nadaljnje delo je določilo, da bi kozmični žarki privedli do izčrpavanja ozonske plasti, podvojitve sončnega ultravijoličnega sevanja, ki doseže površino, ohlajanja Zemljinega podnebja in povečanja NOx in dežja, ki vplivajo na biološke sisteme. Ni lepa slika. Izguba ozonske plasti bi privedla do dominskega učinka atmosferskih sprememb in izpostavljenosti sevanju, kar bi povzročilo propad ekosistemov. GRB velja za najverjetnejši vzrok množičnega izumrtja na koncu ordoviškega obdobja pred 450 milijoni let; o vzrokih tega in številnih drugih množičnih dogodkov izumiranja v zgodovini Zemlje še vedno obstaja veliko razprav.
V prispevku se osredotočamo na tisto, kar se šteje dolga GRB - lGRB - trajajo nekaj sekund v nasprotju skratek GRB, ki trajajo le sekundo ali manj. Verjamejo, da so dolgi GRB posledica propada ogromnih zvezd, kakršne vidimo v supernovah, medtem ko so sGRB posledica trčenja nevtronskih zvezd ali črnih lukenj. Glede vzrokov ostaja negotovost, vendar daljši GRB sproščajo veliko večje količine energije in so najbolj nevarni za ekosisteme, ki živijo v zapletenem življenju.
Papir zožuje čas in prostor, ki ga je za razvoj kompleksnega življenja znotraj našega vesolja na voljo. V dobi vesolja, približno 14 milijard let, je samo zadnjih 5 milijard let pripomoglo k nastanku zapletenega življenja. Poleg tega je le 10% galaksij v zadnjih 5 milijardah letih zagotavljalo takšna okolja. V samo večjih galaksijah so samo oddaljena območja zagotavljala varne razdalje, potrebne za izogibanje smrtonosni izpostavljenosti gama žarkom.
To delo razkriva, kako dobro se naš Sončni sistem prilega idealnim pogojem za razvoj kompleksnega življenja. Stojimo na dokaj dobri razdalji od galaktičnega središča Mlečne poti. Starost našega osončja, približno 4,6 milijarde let, je v varnem območju 5 milijard let. Vendar pa je za mnoge druge zvezdne sisteme, kljub temu, da jih danes šteje, da obstajajo po celotnem vesolju - 100 milijard milijard na Mlečni poti, trilijoni po vsem vesolju - preprost, verjetno zaradi življenja GRB način življenja. To delo nakazuje, da je zapleteno življenje, vključno z inteligentnim življenjem, verjetno manj pogosto, če upoštevamo samo učinek gama žarkov.
Reference:
O vlogi GRB-jev pri izumrtju življenja v vesolju, Tsvi Piran, Raul Jimenez, Science, november 2014, pred tisk
