Bi vas morali skrbeti izbruhi sevanja gama?

Umetnikova ilustracija svetlega izbruha žarkov gama, ki se pojavi v območju nastajanja zvezd. Energija iz eksplozije se usmeri v dva ozka, nasprotno usmerjena curka. NASA

Med vsemi kozmičnimi katastrofami, ki bi lahko prizadele naš planet, je napad s sevanjem izbruha žarkov gama zagotovo eden najbolj ekstremnih. GRB, kot se imenujejo, so močni dogodki, ki sproščajo ogromne količine žarkov gama. Ta so med najbolj smrtonosnimi znanimi sevanji. Če bi se človek znašel v bližini predmeta, ki proizvaja žarke gama, bi bil v trenutku ocvrt. Vsekakor bi lahko izbruh sevanja gama vplival na DNK življenja in povzročil genetske poškodbe še dolgo po tem, ko je izbruh končan. Če bi se kaj takega zgodilo v zgodovini Zemlje, bi lahko spremenilo razvoj življenja na našem planetu.

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

Če bi Zemljo zadel izbruh žarkov gama, bi te regije planeta videle DNK na planetih, živalih in ljudeh višje od normalne. Studio za znanstvene vizualizacije NASA/Goddard Space Flight Center https://svs.gsfc.nasa.gov/3149

Dobra novica je, da je Zemljo razstrelil GRB malo verjeten dogodek. To je zato, ker se ti izbruhi zgodijo tako daleč, da so možnosti, da bi vas poškodoval, zelo majhne. Kljub temu so to fascinantni dogodki, ki pritegnejo pozornost astronomov, kadar koli se zgodijo.

Kaj so izbruhi žarkov gama?

Izbruhi sevanja gama so velikanske eksplozije v oddaljenih galaksijah, ki pošiljajo roje močno energičnih žarkov gama. Zvezde, supernove in drugi objekti v vesolju oddajajo svojo energijo v različnih oblikah svetlobe, tudi vidne svetloba ,rentgenski žarki, gama žarki, radijski valovi , in nevtrini, če naštejemo le nekatere. Izbruhi sevanja gama usmerijo svojo energijo na določeno valovno dolžino. Posledično so to eni najmočnejših dogodkov v vesolju, eksplozije, ki jih ustvarijo, pa so precej svetle tudi v vidni svetlobi.

Ta zemljevid prikazuje lokacije tisočih izbruhov sevanja gama po nebu. Skoraj vsi so se zgodili v oddaljenih galaksijah. NASA/Swift

Anatomija izbruha sevanja gama

Kaj povzroča GRB? Dolgo časa so ostali precej skrivnostni. Tako svetli so, da so ljudje sprva mislili, da so lahko zelo blizu. Zdaj se je izkazalo, da so mnogi zelo oddaljeni, kar pomeni, da so njihove energije precej visoke.

Astronomi zdaj vedo, da je potrebno nekaj zelo čudnega in ogromnega, da se ustvari eden od teh izbruhov. Pojavijo se lahko, ko dva močno namagnetena predmeta, npr črne luknje oz nevtronske zvezde trčijo, se njihova magnetna polja združijo. To dejanje ustvarja ogromne curke, ki fokusirajo energijske delce in fotone, ki izvirajo iz trka. Curki segajo čez veliko svetlobnih let vesolja. Pomislite na njih kot Zvezdne steze -kot fazerski izbruhi, le da so veliko močnejši in dosegajo skoraj kozmični obseg.

Ilustracija izbruha sevanja gama, ki vključuje črno luknjo in curek materiala, ki drvi po vesolju. NASA

Energija izbruha žarkov gama se fokusira vzdolž ozkega žarka. Astronomi pravijo, da je 'kolimiran'. Ko se supermasivna zvezda zruši, lahko povzroči dolgotrajen izbruh. Trčenje dveh črnih lukenj ali nevtronskih zvezd povzroči kratkotrajne izbruhe. Nenavadno je, da so lahko kratkotrajni izbruhi manj kolimirani ali v nekaterih primerih sploh niso zelo fokusirani. Astronomi si še vedno prizadevajo ugotoviti, zakaj je tako.

Zakaj vidimo GRB

Kolimacija energije piha pomeni, da se velik del te energije usmeri v ozek žarek. Če se zgodi, da je Zemlja vzdolž vidne črte usmerjene eksplozije, instrumenti takoj zaznajo GRB. Pravzaprav proizvaja tudi močan udar vidne svetlobe. Dolgotrajni GRB (ki traja več kot dve sekundi) lahko proizvede (in fokusira) enako količino energije, kot bi nastala, če bi 0,05 % Sonca v trenutku spremenili v energijo. Zdaj, to je velik udarec!

Težko je razumeti neizmernost te vrste energije. Toda, ko se toliko energije oddaja neposredno s polovice vesolja, je to lahko vidno s prostim očesom tukaj na Zemlji. Na srečo nam večina GRB ni tako blizu.

Kako pogosto se pojavijo izbruhi žarkov gama?

Na splošno astronomi zaznajo približno en izbruh na dan. Vendar zaznavajo le tiste, ki svoje sevanje usmerjajo v splošno smer Zemlje. Torej astronomi verjetno vidijo le majhen odstotek skupnega števila GRB, ki se pojavljajo v vesolju.

To postavlja vprašanja o tem, kako so GRB (in predmeti, ki jih povzročajo) porazdeljeni v vesolju. Močno se zanašajo na gostoto območij nastajanja zvezd, pa tudi na starost zadevne galaksije (in morda tudi na druge dejavnike). Čeprav se zdi, da se večina pojavlja v oddaljenih galaksijah, se lahko zgodijo v bližnjih galaksijah ali celo v naši. Vendar se zdi, da so GRB v Rimski cesti dokaj redki.

Bi lahko izbruh sevanja gama vplival na življenje na Zemlji?

Trenutne ocene so, da se bo izbruh sevanja gama zgodil v naši galaksiji ali v bližnji galaksiji približno enkrat na vsakih pet milijonov let. Vendar pa je precej verjetno, da sevanje ne bi vplivalo na Zemljo. To se mora zgoditi precej blizu nas, da ima učinek.

Vse je odvisno od žarka. Celo predmeti, ki so zelo blizu izbruha žarkov gama, so lahko neprizadeti, če niso na poti žarka. Vendar, če predmet je na poti so lahko rezultati uničujoči. Obstajajo dokazi, ki nakazujejo, da bi se nekoliko bližnji GRB lahko zgodil pred približno 450 milijoni let, kar bi lahko povzročilo množično izumrtje. Vendar so dokazi za to še vedno pomanjkljivi.

Stoji na poti žarka

Bližnji izbruh žarkov gama, usmerjen neposredno na Zemljo, je precej malo verjeten. Če pa bi se zgodil, bi bila višina škode odvisna od tega, kako blizu je bil izbruh. Ob predpostavki, da se ena zgodi v mlečna cesta galaksiji, vendar zelo daleč od našega osončja stvari morda ne bodo tako slabe. Če se to zgodi relativno blizu, potem je odvisno od tega, kolikšen del žarka Zemlja seka.

Z gama žarki, usmerjenimi neposredno na Zemljo, bi sevanje uničilo pomemben del naše atmosfere, zlasti ozonske plasti. Fotoni, ki izvirajo iz izbruha, bi povzročili kemične reakcije, ki bi vodile v fotokemični smog. To bi dodatno oslabilo našo zaščito pred kozmični žarki . Potem so tu še smrtonosni odmerki sevanja, ki bi jih doživelo življenje na površini. Končni rezultat bi bilo množično izumrtje večine vrst življenja na našem planetu.

Na srečo je statistična verjetnost takega dogodka majhna. Zdi se, da je Zemlja v območju galaksije, kjer so supermasivne zvezde redke, in dvojiško sistemi kompaktnih objektov niso nevarno blizu. Tudi če bi se GRB zgodil v naši galaksiji, je verjetnost, da bi bil usmerjen prav proti nam, precej redka.

Torej, čeprav so GRB nekateri najmočnejših dogodkov v vesolju, z močjo, da uničijo življenje na vseh planetih na svoji poti, smo na splošno zelo varni.

Astronomi opazujejo GRB z vesoljskimi plovili v orbiti, kot je misija FERMI. Sledi vsakemu sevanju gama, ki ga oddajajo kozmični viri, tako v naši galaksiji kot v oddaljenih delih vesolja. Služi tudi kot neke vrste 'zgodnje opozorilo' o prihajajočih izbruhih ter meri njihovo intenzivnost in lokacijo.

Tako je videti nebo žarkov gama, kot ga vidi Nasin teleskop Fermi. Vsi svetli viri oddajajo žarke gama z močjo večjo od 1 GeV (giga-elektron-volt). Zasluge: NASA/DOE/Fermi LAT Collaboration

Uredil in posodobilCarolyn Collins Petersen.