Umetniški vtis eksplozije gama žarka, ki eksplodira blizu Zemlje. Kliknite za povečavo.
Živimo v nevarnem Vesolju. Zdaj na seznam dodajte razpoke gama žarkov - tiste najmočnejše eksplozije v vesolju. Tudi 10 sekund sevanja zaradi enega od teh dogodkov bi pomenilo smrtno zavrnitev življenja na Zemlji. Preden začnete iskati drug planet, na katerem bo živel doktor Andrew Levan z univerze v Hertforshireu, je pojasnil možnosti eksplozije v bližini. Zdi se, da so kvote v našo korist.
Poslušajte intervju: Varni smo pred gama Ray Bursts (6,0 MB)
Ali pa se naročite na Podcast: universetoday.com/audio.xml
Kaj je podcast?
Fraser Cain: Zdaj se želim naučiti, kako varen sem pred eksplozijami gama žarkov, ampak najprej lahko pojasnite, kakšne so te eksplozije?
Dr. Andrew Levan: Izbruhi gama žarkov so bili res skrivnost v zadnjih 30 letih. Prvi so jih leta 1967 odkrili sateliti, ki so jih sprožili iskati dokaze o jedrskih poskusih, ki se izvajajo v vesolju. Torej v šestdesetih letih prejšnjega stoletja je obstajala skrb na obeh straneh - Rusi in Američani - zaskrbljeni smo, da bo nasprotna stran morda preskušala jedrsko orožje nekje v vesolju. In tako je obstajala pogodba o prepovedi poskusov, ki je prepovedala to, nato pa so se sprožili različni sateliti, da bi lahko zaznali podpis teh testov. In ti testi bi dali podpis, ki bi bil izbruh gama žarkov. In tako so sateliti začeli iskati to. Nikoli niso videli nobenih gama žarkov iz jedrskih testov, toda našli so jih zelo svetle eksplozije, ki so se dogajale nikjer v Osončju. Ni povezano z ničemer, kar se je dogajalo, kar je bilo očitno; pravzaprav Luna ali kateri koli od planetov ali kaj podobnega. In to so bile prve odkrite razpoke gama žarkov.
V večini naslednjih 20 ali 30 let je bilo to res vse, kar smo vedeli o njih; te nenavadne nepojasnjene bliskavice visoko energijskega sevanja. To je svetloba z valovnimi dolžinami, veliko krajšimi od rentgenskih žarkov, ki jih uporabljajo medicinske slike. In zaradi tega jih je bilo zelo težko določiti. Tako da res nismo vedeli, kje so, ali so kje blizu nas ali so že daleč. In potem smo v poznih devetdesetih letih končno uspeli določiti njihov izvor z optičnimi emisijami, normalno svetlobo in to je pokazalo, da gre za neverjetno svetle eksplozije, ki se zgodijo v daljnem vesolju, zato govorite o tem, da gledate nazaj le na nekaj sto milijonov let po velikem udaru - 95% poti nazaj skozi starost vesolja.
In tako je bil to prvi preboj. In potem se je v naslednjih nekaj letih ugotovilo, da so ti razpoki gama žarkov pravzaprav posledica propada zelo masivne zvezde. Ko govorite zelo množično, pravzaprav govorite približno 20-30 krat težje kot Sonce. In kar se zgodi s temi zvezdami je, da vodik gorijo ali se zlivajo v težje elemente na svojih jedrih. In sčasoma se ta proces ustavi, padejo vase, tvorijo črno luknjo, in to je tisti proces, ki ustvarja gama žarke.
Fraser: To se sliši zelo podobno procesu eksplozije supernove. Kakšna je torej razlika?
Dr. Levan: V resnici je veliko eksplozij gama žarkov eksplozija supernove. Torej so le podvrsta supernove. Supernove se zgodijo, ko zvezdam, ki so več kot 8-kratne mase Sonca, zmanjka jedrskega goriva in se zrušijo, večinoma pa tvorijo nevtronsko zvezdo in ne črno luknjo. Zdaj je nevtronska zvezda le nekoliko manj skrajni predmet, vendar je še vedno zelo ekstremna. In tako je bolj ali manj masa Sonca, vendar je propadla na območje le 10 milj. Ampak tisto, kar se tam zgodi, je, da dejansko porabite veliko manj energije. In ko imate te zelo masivne zvezde, ki postanejo gama žarki, se energija teh gama žarkov sproži v curku. Torej je kot cev, ki je usmerjena naravnost vase, in gre v bistvu zunaj polov zvezde na obeh koncih. Osvetljuje nebo kot zelo svetel vir. A le osvetli morda nekaj odstotkov neba. In tam se sproščajo gama žarki in prav to gama žarke poči. In le nekaj vrst supernove je tisto, ki ustvari tako črne luknje kot potrebne pogoje za ustvarjanje curka, ki ustvarjajo eksplozijo gama žarkov. In potem so razpoki gama žarkov veliko bolj svetlejši od običajnih supernov, ki jih vidimo.
Fraser: In biti v bližini teh je precej nevaren kraj. Kako tvegano je in kako daleč je sfera uničenja?
Dr. Levan: Ljudje govorijo o supernovah in govorijo o izbruhih gama žarkov kot o nevarnih za Zemljo. Za supernovo mora biti res zelo blizu; mora biti v približno 10 parseseh od nas (ali 30 svetlobnih let). V tem res ni veliko zvezd. Zdaj so razpoki gama žarkov toliko bolj svetlobni, da bi lahko bili od nas oddaljeni 30 ali 40.000 svetlobnih let. Torej je na polovici galaksije. Če bi nekdo zašel v središče galaksije in zadel Zemljo, bi bila to za nas neverjetno nevarna stvar. Ker bi se močno energijsko sevanje, ki bi nas prizadelo, ioniziralo visoko atmosfero in ustvarilo veliko novih, precej grdih, dušikovih oksidov, ki bi ustvarili kisli dež. Uničil bi ozonsko plast, hkrati pa bi stran Zemlje, ki je obrnjena proti njej, pršil z neverjetno visokim odmerkom ultravijoličnega sevanja.
Fraser: Če se eno od teh odpravi v vaši galaksiji, je to velik napredek za življenje. Ne predstavljam si veliko, kar bi temu zdržalo, razen mikrobiotskega življenja pod zemljo.
Dr Levan: Da, absolutno, res je. Vpliv za nas je, da bi imeli precej paradoksalno situacijo, da lahko dušikovi oksidi, ki so bili ustvarjeni v atmosferi, dejansko blokirajo optično svetlobo, tako da bi imeli globalno hlajenje. Imeli boste težave s fotosintezo rastlin in podobnimi. Toda hkrati, ko uničujete ozonski plašč, bi imeli velik pretok ultravijolične svetlobe, ki bi resnično lahko škodoval vsakemu življenju, ki je naletelo nanj. In tako bi drastično vplival na proces evolucije. Ali se bomo lahko dovolj razvijali, da bomo to preživeli, je malo verjetno.
Fraser: Ali znanstveniki menijo, da so odgovorni za nekatere izumrtje v preteklosti?
Dr. Levan: O tem je bilo veliko razprav. Očitno je o izumrtju največ govora o dinozavrovih in veliko ljudi danes verjame, da je bil verjetno asteroid zunaj Zemlje ali kaj podobnega. Pred približno 400 milijoni let je zagotovo prišlo do izumrtja, o katerem so ljudje govorili, da je morda prišlo do eksplozije gama žarkov. Očitno je zelo negotovo, če pogledate nazaj in poskušate pogledati skozi fosilne zapise, zagotovo pa se je govorilo o izbruhih gama žarkov zaradi dejstva, da so redkejši od supernove, lahko vplivajo na vas tako veliko Obseg Zemlje, za katero so ljudje govorili, da so izumrtja nastala zaradi eksplozij gama žarkov.
Fraser: V redu, zdaj so mi bile obljubljene dobre novice. Lezite na mene.
Dr Levan: Kar smo storili, je preučevanje številnih teh razpokov, približno 40 od njih. Zdaj so to razpoki gama žarkov, da se lahko sprostite, tako daleč so, da jih je težko videti tudi pri največjih teleskopih na svetu. Toda kar lahko iz njih preučimo, je vrsta galaksije, v kateri se zgodijo. In tako se Mlečna pot, ki je naša galaksija, imenuje velika oblikovalska spirala. To je velika velika, zelo masivna galaksija. Zdaj, ko pogledate vrste galaksij, v katerih se ponavadi pojavljajo, ugotovite, da so vedno v teh majhnih, umazanih, zelo nepravilnih galaksijah, ki imajo zelo majhno maso, ki so zelo podobne Mlečni poti. In razlog za to je, da ima Mlečna pot veliko tega, kar imenujemo kovine. Ko astronomi govorijo o kovinah, v resnici ne mislimo na stvari, kot so aluminij ali železo, ali podobne stvari. Resnično mislimo na kaj težjega od vodika ali helija. In če želite imeti življenje, morate imeti ogljik in kisik in podobne stvari, ki so v majhnih galaksijah, ki sprožijo gama žarke, zelo redke. In tako, ko se zavedaš, je, da so majhne galaksije ključne za ustvarjanje razpokov gama žarkov, ker v bistvu potrebuješ zelo velike zvezde, ki tvorijo črne luknje, in veliko lažje je to storiti v teh majhnih galaksijah, ki jih ima zelo malo kovine. In to v bistvu pomeni, da čeprav smo ga v preteklosti že imeli, se razpoki gama žarkov ne dogajajo v galaksijah, kot so naše.
Fraser: Vem, da nam nekatere nedavne raziskave kažejo, da se v bližnjih satelitskih galaksijah do Mlečne poti oblikujejo zvezde, ki tvorijo zvezde, ki so 50-80-krat večje od Sončeve mase, zato so ti dobri kandidati ali obstaja nekaj o težji elementi?
Dr. Levan: Da, tako da je pri težjih elementih nekaj zelo specifičnega. Ko imate težje elemente v zvezdi, to dejansko vpliva na razvoj zvezde zelo bistveno. In tako se zgodi, da imajo ti težki elementi tisto, čemur pravimo zvezdni vetrovi; precej močni zvezdni vetrovi. In to pomeni, da potisnejo ves material, ki je zunaj njih. Čeprav začnejo svoje življenje kot zelo množične zvezde, so do konca življenja dejansko izgubili velik del te mase, da niso več dovolj masivni, da bi tvorili črne luknje. In zato te nevtronske zvezde dejansko tvorijo kot običajne supernove. Tako da je zelo malo dvoma, da bodo te ogromne zvezde, ki jih vidite, in ogromne zvezde, ki jih vidite, tvorile supernove, ker so daleč stran, nam ne grozijo. In zaradi svojih zvezdnih vetrov bodo izgubili toliko svoje mase, da ne bodo mogli narediti črnih lukenj in tako ne bi mogli izbruhniti gama žarkov.
Fraser: Glede na to, da so bili po vsem vesolju vidni vsi razpoki gama žarkov, ali je to skoraj kot funkcija starosti - ko gledate dalje, gledate nazaj v čas. Včasih smo imeli razpoke gama žarkov, vendar se preprosto ne dogajajo več.
Dr Levan: Da, zelo. Očitno, ko se zvezde razvijajo, naredite svojo prvo generacijo zvezd. Vse kovine, vsi atomi, ki jih vidite okoli sebe, v telesu, zgradbi in podobno, so nastali iz eksplozij supernove v preteklosti. Obogatijo vse okoli sebe in potem nastane še ena generacija zvezd, ki so narejene iz tega, in tako naprej. In ko pogledate nazaj v vesolje, je bilo teh kovin manj in okoli teh težkih elementov manj, zato je zgodnje vesolje veliko bolj obetavno mesto za iskanje eksplozij gama žarkov kot vesolje, kot ga vidimo zdaj kjer se v majhnih galaksijah, kjer še ni bilo toliko zvezda, kot je bilo v Mlečni poti, pojavljajo le gama žarki.
