Ar turėtumėte nerimauti dėl gama spindulių pliūpsnių?

Menininko iliustracija apie ryškų gama spindulių pliūpsnį, vykstantį žvaigždžių formavimosi regione. Sprogimo energija išspinduliuojama į dvi siauras, priešingos krypties purkštukus. NASA

Iš visų kosminių katastrofų, galinčių paveikti mūsų planetą, gama spindulių pliūpsnio radiacijos ataka tikrai yra viena ekstremaliausių. GRB, kaip jie vadinami, yra galingi įvykiai, išskiriantys didžiulius kiekius gama spindulių. Tai yra viena iš labiausiai mirtinų žinomų spindulių. Jei žmogus atsidurtų šalia gama spindulius skleidžiančio objekto, jis akimirksniu apkeptų. Žinoma, gama spindulių pliūpsnis gali paveikti gyvybės DNR ir sukelti genetinę žalą dar ilgai po sprogimo. Jei taip atsitiko Žemės istorijoje, tai galėjo pakeisti gyvybės evoliuciją mūsų planetoje.

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

Jei gama spindulių pliūpsnis pasiektų Žemę, šiuose planetos regionuose planetų, gyvūnų ir žmonių DNR būtų didesnė nei įprasta. NASA/Goddardo kosminių skrydžių centro mokslinės vizualizacijos studija https://svs.gsfc.nasa.gov/3149

Geros naujienos yra tai, kad Žemės sprogdinimas GRB yra gana mažai tikėtinas įvykis. Taip yra todėl, kad šie sprogimai įvyksta taip toli, kad tikimybė būti sužalotam yra gana maža. Vis dėlto tai yra žavūs įvykiai, kurie, kai tik įvyksta, patraukia astronomų dėmesį.

Kas yra gama spindulių pliūpsniai?

Gama spindulių pliūpsniai yra milžiniški sprogimai tolimose galaktikose, skleidžiantys galingos energijos gama spindulių spiečių. Žvaigždės, supernovos ir kiti erdvėje esantys objektai spinduliuoja savo energiją įvairiomis šviesos formomis, įskaitant matomą šviesos ,rentgeno spinduliai, gama spinduliai, Radio bangos , ir neutrinai, kad būtų galima paminėti keletą. Gama spindulių pliūpsniai sutelkia savo energiją į tam tikrą bangos ilgį. Dėl to jie yra vieni galingiausių įvykių visatoje, o juos sukuriantys sprogimai taip pat yra gana ryškūs matomoje šviesoje.

Šis žemėlapis rodo tūkstančio gama spindulių sprogimų danguje vietas. Beveik visa tai įvyko tolimose galaktikose. NASA / Swift

Gama spindulių sprogimo anatomija

Kas sukelia GRB? Ilgą laiką jie išliko gana paslaptingi. Jie tokie ryškūs, kad iš pradžių žmonės manė, kad gali būti labai artimi. Dabar paaiškėja, kad daugelis yra labai nutolę, o tai reiškia, kad jų energija yra gana didelė.

Astronomai dabar žino, kad norint sukurti vieną iš šių protrūkių reikia kažko labai keisto ir didžiulio. Jie gali atsirasti, kai du labai įmagnetinti objektai, pvz Juodosios skylės arba neutroninės žvaigždės susiduria, jų magnetiniai laukai susijungia. Šis veiksmas sukuria didžiulius purkštukus, kurie fokusuoja energingas daleles ir fotonus, sklindančius iš susidūrimo. Purkštukai sklinda per daugelį šviesmečių erdvės. Pagalvokite apie juos kaip Žvaigždžių kelias -kaip fazerio pliūpsniai, tik daug galingesni ir pasiekiantys beveik kosminį mastą.

Gama spindulių pliūpsnio iliustracija, apimanti juodąją skylę ir kosmosu skriejančią medžiagos srovę. NASA

Gama spindulių pliūpsnio energija sufokusuota išilgai siauro pluošto. Astronomai sako, kad tai „kolimuota“. Kai supermasyvi žvaigždė griūva, ji gali sukelti ilgalaikį sprogimą. Dviejų juodųjų skylių arba neutroninių žvaigždžių susidūrimas sukuria trumpalaikius sprogimus. Kaip bebūtų keista, trumpos trukmės serijos gali būti mažiau kolimuotos arba, kai kuriais atvejais, visai ne itin sufokusuotos. Astronomai vis dar stengiasi išsiaiškinti, kodėl taip gali būti.

Kodėl mes matome GRB

Sprogimo energijos kolimavimas reiškia, kad didelė dalis jos sufokusuojama į siaurą spindulį. Jei Žemė atsiduria sufokusuoto sprogimo matymo linijoje, prietaisai iš karto aptinka GRB. Jis taip pat sukuria ryškų matomos šviesos srautą. Ilgalaikis GRB (kuris trunka ilgiau nei dvi sekundes) gali pagaminti (ir sufokusuoti) tokį pat energijos kiekį, koks būtų sukurtas, jei 0,05% Saulės būtų akimirksniu paversta energija. Dabar tai didžiulis sprogimas!

Suprasti tokios energijos begalybę sunku. Tačiau kai tiek energijos spinduliuojama tiesiai iš pusės visatos, ji gali būti matoma plika akimi čia, Žemėje. Laimei, dauguma GRB nėra taip arti mūsų.

Kaip dažnai įvyksta gama spindulių pliūpsniai?

Apskritai astronomai aptinka maždaug vieną sprogimą per dieną. Tačiau jie aptinka tik tuos, kurie spinduliuoja bendrą Žemės kryptimi. Taigi, astronomai greičiausiai mato tik nedidelę dalį viso visatoje pasitaikančių GRB.

Tai kelia klausimų, kaip GRB (ir juos sukeliantys objektai) pasiskirsto erdvėje. Jie labai priklauso nuo žvaigždžių formavimosi regionų tankio, taip pat nuo dalyvaujančios galaktikos amžiaus (ir galbūt ir kitų veiksnių). Nors atrodo, kad dauguma jų atsiranda tolimose galaktikose, jie gali įvykti netoliese esančiose galaktikose ar net mūsų galaktikose. Tačiau atrodo, kad GRB Paukščių Take yra gana reti.

Ar gama spindulių sprogimas gali paveikti gyvybę Žemėje?

Dabartiniais skaičiavimais, gama spindulių pliūpsnis įvyks mūsų galaktikoje arba netoliese esančioje galaktikoje maždaug kartą per penkis milijonus metų. Tačiau gana tikėtina, kad radiacija neturės įtakos Žemei. Tai turi įvykti gana arti mūsų, kad tai turėtų poveikį.

Viskas priklauso nuo spinduliavimo. Netgi labai arti gama spindulių pliūpsnio esantys objektai gali būti nepaveikti, jei jų nėra spindulio kelyje. Tačiau jei objektas yra kelyje rezultatai gali būti pražūtingi. Yra įrodymų, kad šiek tiek netoliese esantis GRB galėjo atsirasti maždaug prieš 450 milijonų metų, o tai galėjo sukelti masinį išnykimą. Tačiau to įrodymai vis dar yra eskiziniai.

Stovintis Spindulio kelyje

Netoliese esantis gama spindulių pliūpsnis, nukreiptas tiesiai į Žemę, yra mažai tikėtinas. Tačiau, jei toks atsitiktų, žalos dydis priklausytų nuo to, kaip arti yra sprogimas. Darant prielaidą, kad toks yra paukščių takas galaktikoje, bet labai toli nuo mūsų saulės sistemos, viskas gali būti neblogai. Jei tai vyksta santykinai netoliese, tai priklauso nuo to, kiek Žemės spindulio kertasi.

Gama spinduliai, sklindantys tiesiai į Žemę, sunaikintų didelę mūsų atmosferos dalį, ypač ozono sluoksnį. Iš sprogimo sklindantys fotonai sukeltų chemines reakcijas, dėl kurių susidarytų fotocheminis smogas. Tai dar labiau išeikvotų mūsų apsaugą nuo kosminiai spinduliai . Tada yra mirtinos radiacijos dozės, kurias patirtų paviršinis gyvenimas. Galutinis rezultatas būtų masinis daugelio gyvybės rūšių mūsų planetoje išnykimas.

Laimei, statistinė tokio įvykio tikimybė yra maža. Atrodo, kad Žemė yra galaktikos regione, kuriame supermasyvios žvaigždės yra retos dvejetainis kompaktiškų objektų sistemos nėra pavojingai arti. Net jei GRB atsitiktų mūsų galaktikoje, tikimybė, kad jis bus nukreiptas tiesiai į mus, yra gana reta.

Taigi, nors GRB yra vieni galingiausių įvykių visatoje, galintys sunaikinti gyvybę bet kurioje savo kelyje esančioje planetoje, mes paprastai esame labai saugūs.

Astronomai stebi GRB su orbitiniais erdvėlaiviais, pavyzdžiui, FERMI misija. Jis seka kiekvieną gama spinduliuotę, skleidžiamą iš kosminių šaltinių tiek mūsų galaktikoje, tiek tolimuose kosmoso kraštuose. Jis taip pat tarnauja kaip „išankstinis įspėjimas“ apie gaunamus sprogimus ir matuoja jų intensyvumą bei vietą.

Taip atrodo gama spindulių dangus, matomas NASA Fermi teleskopu. Visi ryškūs šaltiniai skleidžia didesnio nei 1 GeV (giga-elektronų voltų) gama spindulius. Autoriai: NASA/DOE/Fermi LAT bendradarbiavimas

Redagavo ir atnaujinoCarolyn Collins Petersen.