Kui gammakiirguse purunemine on keeruka eluga keskkonnale liiga lähedal, võib see sellele elule surma anda. Kuid kas GRB-d võivad olla põhjuseks, miks me pole veel leidnud tõendeid teiste tsivilisatsioonide kohta kosmoses? Aitamaks vastata suurele küsimusele „kus kõik on?“ Hispaania ja Iisraeli füüsikud on kitsendanud ajaperioodi ja kosmosepiirkondi, kus keerukas elu võiks püsida koos GRB-i madala väljasuremisohuga.
GRB-d on universumi kõige kataklüsmilisemad sündmused. Astrofüüsikud hämmastavad oma intensiivsuse üle, millest mõned võivad lühikeseks hetkeks kogu Universumit edestada. Siiani on nad jäänud uskumatuteks kaugete sündmuste hulka. Kuid uues artiklis on füüsikud kaalunud, kuidas GRB-d võiksid piirata seda, kus ja millal elu võiks püsida ja areneda, potentsiaalselt intelligentseks eluks.
Nende ajakirjas avaldatud artikkel “GRBde roll elu lõppenud väljasuremisel universumis” Teadus, Dr Piran Heebrea ülikoolist ja dr Jimenez Barcelona ülikoolist käsitlevad kõigepealt gammakiirguse purunemistest teadaolevat. Tähtede ja galaktikate metallilisus tervikuna on otseselt seotud GRB-de sagedusega. Metallilisus on vesinikust ja heeliumist kaugemate elementide arv tähtede või tervete galaktikate sisus. Rohkem metalle vähendab GRB-de sagedust. Madala metallisisaldusega galaktikad on altid suurema sagedusega GRB-dele. Teadlased väidavad oma varasemale tööle viidates, et vaatlusandmed on näidanud, et GRB-d ei ole üldiselt seotud galaktika tähtede moodustumise kiirusega; tähtede moodustamine, sealhulgas massiivsed, pole GRB-de sageduse suurenemisel kõige olulisem tegur.
Nagu saatusel oleks, elame kõrge metallisisaldusega galaktikas - Linnutees. Piran ja Jimenez näitavad, et viimaste kättesaadavate andmete põhjal on GRB-de sagedus Linnuteel madalam. See on hea uudis. Olulisem on päikesesüsteemi paigutamine Linnuteele või ükskõik millisesse galaktikasse.
Paber väidab, et tõenäosus on 50% surmav GRB on toimunud Maa lähedal viimase 500 miljoni aasta jooksul. Kui tähesüsteem asub galaktilisest keskusest 13 000 valgusaasta (4 kilo-parsek) piires, tõusevad tõenäosused 95% -ni. Tegelikult muudab see kõigi galaktikate kõige tihedamad piirkonnad GRB-de suhtes liiga alguliseks, et võimaldada keeruka elu püsimist.
Maa asub galaktika keskpunktist 8,3 kilo-parseki (27 000 valgusaasta) kaugusel ja ka astrofüüsikute töö järeldab, et surmava GRB tõenäosus 500 miljoni aasta pikkuse ajavahemiku jooksul ei lange alla 50%, kuni üle 10 kilo-parseki ( 32 000 valgusaastat). Seega pole Maa tõenäosus olnud kõige soodsam, kuid ilmselgelt piisav. Kesklinnast kaugemal olevad tähesüsteemid on elu ohutumad kohad edasiminekuks ja areneda. Ainult suurte galaktikate madala tähetihedusega äärepiirkonnad hoiavad elu väljaspool gammakiirguse purunemise viise.
Töö jätkub kirjeldades nende hinnangut GRB-de mõju kohta kogu universumis. Nad väidavad, et vaid umbes 10% galaktikatest on elukeskkond, kui GRB sündmused on murettekitavad. Varasemale tööle ja uutele andmetele tuginedes pidid galaktikad (nende tähed) jõudma 30% -ni Päikese metallisisaldusest ja galaktikate läbimõõt pidi olema vähemalt 4 kilo-parsi (13 000 valgusaastat), et vähendada surmavad GRB-d. Lihtne elu võiks üle elada korduvad GRB-d. Kõrgematesse eluvormidesse tõusmist lükkaks massiline väljasuremine korduvalt tagasi.
Pirani ja Jimenezi teos paljastab ka seose kosmoloogilise konstandiga. Kaugemas ajas oli tähtede metallisus madalam. Alles pärast põlvkondade tähtede moodustumist - miljardeid aastaid - on galaktikatesse kogunenud raskemad elemendid. Nad järeldavad, et selline keerukas elu nagu Maal - alates tarretisest kalast kuni inimeseni - ei oleks võinud varajases universumis areneda enne Z> 0,5, kosmoloogilise punase nihkega ~ 5 miljardit aastat tagasi või kauem. Samuti näitab analüüs, et 95% tõenäosus on, et Maa koges viimase 5 miljardi aasta jooksul surmavat GRB-d.
Küsimus selle kohta, millist mõju läheduses asuv GRB võiks elule olla, on tõstatatud aastakümneid. 1974. aastal uuris dr Malvin Ruderman Columbia ülikoolist lähedal asuva supernoova tagajärgi Maa osoonikihile ja maapealsele elule. Tema ja sellele järgnenud töö on kindlaks teinud, et kosmilised kiired põhjustavad osoonikihi kahanemist, pinnale jõudva ultraviolettkiirguse kahekordistumist, Maa kliima jahenemist ning bioloogilisi süsteeme mõjutava NOx ja vihmahoogude arvu suurenemist. Pole ilus pilt. Osoonikihi kaotamine tooks kaasa atmosfääri muutuste domineerimise ja kokkupuute kiirgusega, põhjustades ökosüsteemide kokkuvarisemise. GRB-d peetakse Ordoviitsiumi perioodi lõpus, 450 miljonit aastat tagasi, massilise väljasuremise kõige tõenäolisemaks põhjustajaks; Maa ajaloos on selle ja mitmete teiste massilise väljasuremise sündmuste põhjuste üle endiselt palju arutelusid.
Töö keskendub sellele, mida peetakse pikk GRB-d - lGRB-d - kestavad erinevaltlühike GRB-d, mis kestavad ainult sekund või vähem. Arvatakse, et pikkade GRB-de põhjuseks on massiivsete tähtede kokkuvarisemine, nagu näiteks supernoovades, samas kui sGRB-d on pärit neutrontähtede või mustade aukude kokkupõrkest. Põhjuste osas on endiselt ebakindlus, kuid pikemad GRB-d eraldavad palju suuremaid energiakoguseid ja on kõige ohtlikumad keeruka eluga ökosüsteemidele.
See paber kitsendab keeruliseks eluks vajalikku aega ja ruumi meie Universumis. Üle Universumi vanuse, umbes 14 miljardit aastat, on vaid viimased 5 miljardit aastat soodustanud keeruka elu loomist. Lisaks oli selliseid keskkondi pakkunud vaid 10% galaktikatest viimase 5 miljardi aasta jooksul. Ja ainult suuremates galaktikates tegid ainult äärepoolsed alad ohutuid vahemaid, mis on vajalikud gammakiirguse purunemisest hoidumiseks.
See töö näitab, kui hästi sobib meie päikesesüsteem ideaalsetes tingimustes keeruka elu arengu võimaldamiseks. Me seisame Linnutee galaktilisest keskusest üsna hea vahemaa kaugusel. Meie päikesesüsteemi vanus, umbes 4,6 miljardit aastat, jääb ajaliselt 5 miljardi aasta ohutustsooni. Vaatamata sellele, kui palju neid tänapäeval kogu universumis eksisteerib - 100 miljonit miljardit Linnutees, triljoneid kogu universumis - on paljude teiste tähesüsteemide jaoks lihtne tänu GRB-dele eluviis. See töö näitab, et keerukas elu, sealhulgas arukas elu, on gammakiirguse purunemise mõju arvesse võtmisel tõenäoliselt vähem levinud.
Viited:
GRBde roll elu lõppenud väljasuremisel universumis, Tsvi Piran, Raul Jimenez, Teadus, november 2014, eeltrükk
