Vai jums vajadzētu uztraukties par gamma staru uzliesmojumiem?

Mākslinieka ilustrācija ar spilgtu gamma staru uzliesmojumu, kas notiek zvaigžņu veidošanās reģionā. Enerģija no sprādziena tiek izstarota divās šaurās, pretēji vērstās strūklās. NASA

No visām kosmiskajām katastrofām, kas varētu ietekmēt mūsu planētu, gamma staru uzliesmojuma radiācijas uzbrukums noteikti ir viens no ekstrēmākajiem. GRB, kā tos sauc, ir spēcīgi notikumi, kas atbrīvo milzīgu daudzumu gamma staru. Tie ir vieni no visnāvējošākajiem zināmajiem starojumiem. Ja cilvēks atrastos gamma starus izraisoša objekta tuvumā, viņš vienā mirklī apceptos. Protams, gamma staru uzliesmojums var ietekmēt dzīvības DNS, izraisot ģenētiskus bojājumus ilgi pēc sprādziena beigām. Ja kas tāds būtu noticis Zemes vēsturē, tas varētu būt mainījis dzīvības evolūciju uz mūsu planētas.

https://svs.gsfc.nasa.gov/3149 ' id='mntl-sc-block-image_1-0-2' />

Ja Zemi skartu gamma staru uzliesmojums, šajos planētas reģionos planētu, dzīvnieku un cilvēku DNS rādītājs būtu augstāks nekā parasti. NASA/Goddarda kosmosa lidojumu centra zinātniskās vizualizācijas studija https://svs.gsfc.nasa.gov/3149

Labā ziņa ir tā, ka Zemes uzspridzināšana ar GRB ir diezgan maz ticams notikums. Tas ir tāpēc, ka šie uzliesmojumi notiek tik tālu, ka iespēja tikt nodarītai ir diezgan maza. Tomēr tie ir aizraujoši notikumi, kas vienmēr piesaista astronomu uzmanību.

Kas ir gamma staru uzliesmojumi?

Gamma staru uzliesmojumi ir milzīgi sprādzieni tālās galaktikās, kas izstaro spēcīgi enerģētisku gamma staru barus. Zvaigznes, supernovas un citi objekti kosmosā izstaro savu enerģiju dažādos gaismas veidos, tostarp redzamā gaisma ,rentgenstari, gamma stari, radio viļņi , un neitrīnos, lai nosauktu tikai dažus. Gamma staru uzliesmojumi fokusē savu enerģiju uz noteiktu viļņa garumu. Rezultātā tie ir vieni no visspēcīgākajiem notikumiem Visumā, un sprādzieni, kas tos rada, ir diezgan spilgti arī redzamā gaismā.

Šī karte parāda tūkstoš gamma staru uzliesmojumu atrašanās vietas debesīs. Gandrīz viss notika tālās galaktikās. NASA/Svifta

Gamma staru uzliesmojuma anatomija

Kas izraisa GRB? Ilgu laiku tie palika diezgan noslēpumaini. Viņi ir tik spilgti, ka sākumā cilvēki domāja, ka viņi varētu būt ļoti tuvi. Tagad izrādās, ka daudzi ir ļoti attālināti, kas nozīmē, ka viņu enerģija ir diezgan augsta.

Astronomi tagad zina, ka ir nepieciešams kaut kas ļoti dīvains un masīvs, lai izveidotu vienu no šiem uzliesmojumiem. Tie var rasties, ja divi ļoti magnetizēti objekti, piemēram melnie caurumi vai neitronu zvaigznes saduras, to magnētiskie lauki savienojas. Šī darbība rada milzīgas strūklas, kas fokusē enerģētiskās daļiņas un fotonus, kas izplūst no sadursmes. Strūklas stiepjas daudzos gaismas gados. Padomājiet par viņiem kā Zvaigžņu ceļš -līdzīgi fāzera uzliesmojumi, tikai daudz jaudīgāki un sniedzas gandrīz kosmiskā mērogā.

Gamma staru uzliesmojuma ilustrācija, kurā ir melnais caurums un materiāla strūkla, kas skrien pa kosmosu. NASA

Gamma staru uzliesmojuma enerģija tiek fokusēta pa šauru staru kūli. Astronomi saka, ka tas ir 'kolimēts'. Kad supermasīva zvaigzne sabrūk, tā var radīt ilgstošu uzliesmojumu. Divu melno caurumu vai neitronu zvaigžņu sadursme rada īslaicīgus uzliesmojumus. Savādi, ka īslaicīgi sērijveidā var būt mazāk kolimēti vai dažos gadījumos tie var nebūt īpaši fokusēti. Astronomi joprojām strādā, lai noskaidrotu, kāpēc tas varētu būt.

Kāpēc mēs redzam GRB

Sprādziena enerģijas kolimēšana nozīmē, ka liela daļa no tā tiek fokusēta šaurā starā. Ja Zeme atrodas fokusētā sprādziena redzamības zonā, instrumenti GRB nosaka uzreiz. Tas faktiski rada arī spilgtu redzamās gaismas uzliesmojumu. Ilgstoša 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 milzīgumu. Bet, ja tik daudz enerģijas tiek izstarots tieši no Visuma pusceļa, to šeit, uz Zemes, var redzēt ar neapbruņotu aci. Par laimi, lielākā daļa GRB nav tik tuvu mums.

Cik bieži notiek gamma staru uzliesmojumi?

Kopumā astronomi atklāj apmēram vienu uzliesmojumu dienā. Tomēr tie atklāj tikai tos, kas izstaro savu starojumu vispārējā Zemes virzienā. Tātad astronomi, visticamāk, redz tikai nelielu procentuālo daļu no visumā sastopamo GRB kopskaita.

Tas rada jautājumus par to, kā GRB (un objekti, kas tos izraisa) tiek izplatīti kosmosā. Tie lielā mērā ir atkarīgi no zvaigžņu veidošanās reģionu blīvuma, kā arī iesaistītās galaktikas vecuma (un, iespējams, arī citiem faktoriem). Lai gan šķiet, ka lielākā daļa notiek tālās galaktikās, tās var notikt tuvējās galaktikās vai pat mūsu galaktikās. Tomēr GRB Piena ceļā šķiet diezgan reti sastopami.

Vai gamma staru uzliesmojums var ietekmēt dzīvību uz Zemes?

Pašreizējie aprēķini liecina, ka gamma staru uzliesmojums mūsu galaktikā vai tuvējā galaktikā notiks apmēram reizi piecos miljonos gadu. Tomēr ir diezgan iespējams, ka starojums neietekmēs Zemi. Tam ir jānotiek diezgan tuvu mums, lai tas iedarbotos.

Tas viss ir atkarīgs no starojuma. Pat objekti, kas atrodas ļoti tuvu gamma staru uzliesmojumam, var palikt neskarti, ja tie neatrodas staru kūļa ceļā. Tomēr, ja objekts ir ceļā, rezultāti var būt graujoši. Ir pierādījumi, kas liecina, ka aptuveni pirms 450 miljoniem gadu varētu būt radies netālu esošais GRB, kas varēja izraisīt masveida izzušanu. Tomēr pierādījumi tam joprojām ir ieskicīgi.

Stāvot Stara ceļā

Tuvumā esošs gamma staru uzliesmojums, kas starots tieši uz Zemi, ir diezgan maz ticams. Tomēr, ja tāds notiktu, bojājumu apjoms būtu atkarīgs no tā, cik tuvu ir sprādziens. Pieņemot, ka viens notiek piena ceļš galaktika, bet ļoti tālu no mūsu Saules sistēmas, viss varētu nebūt pārāk slikti. Ja tas notiek salīdzinoši tuvumā, tad tas ir atkarīgs no tā, cik liela daļa no Zemes stara krustojas.

Ar gamma stariem, kas izstaro tieši Zemi, starojums iznīcinātu ievērojamu mūsu atmosfēras daļu, īpaši ozona slāni. Fotoni, kas plūst no sprādziena, izraisītu ķīmiskas reakcijas, kas izraisa fotoķīmisko smogu. Tas vēl vairāk noplicinātu mūsu aizsardzību no kosmiskie stari . Tad ir nāvējošās starojuma devas, ko piedzīvotu virszemes dzīvība. Gala rezultāts būtu lielākās daļas dzīvības sugu masveida izzušana uz mūsu planētas.

Par laimi šāda notikuma statistiskā iespējamība ir zema. Šķiet, ka Zeme atrodas galaktikas reģionā, kur supermasīvas zvaigznes ir reti sastopamas, un binārs kompaktu objektu sistēmas nav bīstami tuvu. Pat ja GRB notiktu mūsu galaktikā, iespēja, ka tas tiks vērsts tieši pret mums, ir diezgan reta.

Tātad, lai gan GRB ir vieni no visspēcīgākajiem notikumiem Visumā, ar spēku izpostīt dzīvību uz jebkuras planētas, kas atrodas tās ceļā, mēs kopumā esam ļoti drošībā.

Astronomi novēro GRB ar orbītā esošiem kosmosa kuģiem, piemēram, FERMI misiju. Tas izseko katru gamma staru, ko izstaro kosmiskie avoti gan mūsu galaktikā, gan attālos kosmosa apgabalos. Tas kalpo arī kā savdabīgs 'agrs brīdinājums' par ienākošiem uzliesmojumiem un mēra to intensitāti un atrašanās vietu.

Šādi izskatās gamma staru debesis, ko redz NASA Fermi teleskops. Visi spilgtie avoti izstaro gamma starus, kuru stiprums ir lielāks par 1 GeV (giga-elektronu voltu). Pateicība: NASA/DOE/Fermi LAT sadarbība

Rediģēja un atjauninājaKerolīna Kolinsa Petersena.