Ak je príliš blízko k prostrediu so zložitým životom, výbuch gama lúčov by mohol za tento život znamenať zánik. Ale mohli by byť GRB dôvodom, prečo sme ešte nenašli dôkazy o iných civilizáciách vo vesmíre? Ako odpoveď na veľkú otázku „kde sú všetci?“ fyzici zo Španielska a Izraela zúžili časové obdobie a oblasti priestoru, v ktorých by komplexný život mohol pretrvávať s nízkym rizikom vyhynutia GRB.
GRB sú niektoré z najviac kataklyzmatických udalostí vo vesmíre. Astrofyzici sú ohromení svojou intenzitou, z ktorých niektorí môžu krátkodobo zatieniť celý vesmír. Doposiaľ zostali neuveriteľnými vzdialenými udalosťami. Ale v novom dokumente fyzici zvážili, ako by GRB mohli obmedziť, kde a kedy môže život pretrvávať a vyvíjať sa, potenciálne do inteligentného života.
Vo svojom dokumente „O úlohe GRB pri zániku života vo vesmíre“, uverejnenom v časopise veda, Dr. Piran z hebrejskej univerzity a Dr. Jimenez z univerzity v Barcelone uvažujú najskôr o tom, čo je známe o výbuchoch gama lúčov. Metalita hviezd a galaxií ako celku priamo súvisí s frekvenciou GRB. Metalita je množstvo prvkov mimo vodíka a hélia v obsahu hviezd alebo celých galaxií. Viac kovov znižuje frekvenciu GRB. Galaxie, ktoré majú nízky obsah kovov, sú náchylné na vyššiu frekvenciu GRB. Vedci odkazujú na svoju predchádzajúcu prácu a tvrdia, že pozorovacie údaje ukázali, že GRB vo všeobecnosti nesúvisia s rýchlosťou tvorby hviezd v galaxii; formovanie hviezd, vrátane veľkých hviezd, nie je najdôležitejším faktorom zvýšenej frekvencie GRB.
Ako by to osud mal, žijeme v galaxii s vysokým obsahom kovov - Mliečnej ceste. Piran a Jimenez ukazujú, že frekvencia GRB v Mliečnej dráhe je na základe najnovších dostupných údajov nižšia. To je dobrá správa. Dôležitejšie je umiestnenie slnečnej sústavy v Mliečnej dráhe alebo v akejkoľvek galaxii.
V článku sa uvádza, že existuje 50% pravdepodobnosť a smrteľný GRB sa vyskytlo blízko Zeme za posledných 500 miliónov rokov. Ak je hviezdny systém do 13 000 svetelných rokov (4 kíl) galaktického centra, pravdepodobnosť stúpa na 95%. V dôsledku toho sú najhustejšie regióny všetkých galaxií príliš náchylné na GRB, aby sa umožnil pretrvávajúci komplexný život.
Zem leží vo vzdialenosti 8,3 km (27 000 svetelných rokov) od galaktického centra a práca astrofyzikov tiež dospela k záveru, že šanca na smrteľnú GRB v rozpätí 500 miliónov rokov neklesne pod 50%, pokiaľ nepresiahne 10 kilo-parsekov ( 32 000 svetelných rokov). Pravdepodobnosť Zeme teda nebola priaznivejšia, ale zrejme primeraná. Hviezdne systémy ďalej od centra sú bezpečnejšími miestami pre vývoj a vývoj života. Iba odľahlé oblasti veľkých galaxií s nízkou hustotou hviezd bránia životu pred poškodením gama lúčmi.
V práci sa ďalej opisuje ich hodnotenie účinku GRB na celý vesmír. Uvádzajú, že iba približne 10% galaxií má prostredie vedúce k životu, keď sú udalosti GRB znepokojujúce. Na základe predchádzajúcich prác a nových údajov museli galaxie (ich hviezdy) dosiahnuť obsah metalít 30% Slnka a galaxie museli mať priemer najmenej 4 kiloparty (13 000 svetelných rokov), aby sa znížilo riziko smrtiace GRB. Jednoduchý život môže prežiť opakované GRB. Prechod k vyšším životným formám by sa opakovane zastavil hromadným vyhynutím.
Piranova a Jimenezova práca odhaľuje aj vzťah ku kozmologickej konštante. Ďalej späť v čase bola metalicita v hviezdach nižšia. Až po generáciách tvorby hviezd - miliárd rokov - sa v galaxiách vybudovali ťažšie prvky. Dospeli k záveru, že komplexný život, ako napríklad na Zemi - od želé ryby po človeka - sa nemohol vyvinúť v ranom vesmíre pred Z> 0,5, čo je kozmologický červený posun rovnajúci sa približne 5 miliardám rokov alebo skôr. Analýza tiež ukazuje, že existuje 95% šanca, že Zem za posledných 5 miliárd rokov zažila smrtiacu GRB.
Otázka, aký vplyv môže mať blízky GRB na život, sa vynára už desaťročia. Malvin Ruderman z Kolumbijskej univerzity v roku 1974 zvážil dôsledky blízkej supernovy na ozónovú vrstvu Zeme a na pozemský život. Jeho a následná práca určila, že kozmické lúče by viedli k vyčerpaniu ozónovej vrstvy, zdvojnásobeniu slnečného ultrafialového žiarenia na povrch, k ochladeniu zemskej klímy ak zvýšeniu NOx a dažďu, ktoré ovplyvňujú biologické systémy. Nie je to pekný obraz. Strata ozónovej vrstvy by viedla k domino efektu atmosférických zmien a ožiarenia, ktoré by viedlo k rozpadu ekosystémov. GRB sa považuje za najpravdepodobnejšiu príčinu hromadného vyhynutia na konci ordovického obdobia, pred 450 miliónmi rokov; stále existuje značná debata o príčinách tohto a niekoľkých ďalších udalostí hromadného vyhynutia v histórii Zeme.
Príspevok sa zameriava na to, čo sa považuje dlho GRB - lGRB - trvajúce niekoľko sekúnd na rozdiel odkrátky GRB, ktoré trvajú iba sekundu alebo menej. Predpokladá sa, že dlhé GRB sú dôsledkom kolapsu masívnych hviezd, aké sú pozorované v supernovách, zatiaľ čo sGRB sú z kolízie neutrónových hviezd alebo čiernych dier. Pokiaľ ide o príčiny, zostáva neistota, ale čím dlhšie GRB uvoľňujú oveľa väčšie množstvo energie a sú najnebezpečnejšie pre ekosystémy, ktoré nesú komplexný život.
Tento dokument zužuje čas a priestor, ktorý je k dispozícii na komplexný život v našom vesmíre. V priebehu vesmíru, približne 14 miliárd rokov, len posledných 5 miliárd rokov viedlo k vytvoreniu komplexného života. Okrem toho iba 10% galaxií za posledných 5 miliárd rokov poskytovalo takéto prostredie. A iba vo väčších galaxiách, iba odľahlé oblasti poskytovali bezpečné vzdialenosti potrebné na to, aby sa zabránilo smrteľnému vystaveniu výbuchu gama žiarenia.
Táto práca odhaľuje, ako dobre sa naša slnečná sústava hodí do ideálnych podmienok na umožnenie rozvoja komplexného života. Sme v pomerne dobrej vzdialenosti od galaktického centra Mliečnej dráhy. Vek našej slnečnej sústavy, približne 4,6 miliardy rokov, leží v rámci bezpečnostnej zóny 5 miliárd rokov v čase. Avšak pre mnoho ďalších hviezdnych systémov, napriek tomu, koľko z nich sa dnes považuje za existenciu v celom vesmíre - 100 000 miliárd v Mliečnej ceste, bilióny v celom vesmíre - jednoduchý je pravdepodobne spôsob života spôsobený GRB. Táto práca naznačuje, že zložitý život vrátane inteligentného života je pravdepodobne menej obyčajný, keď sa vezme do úvahy účinok gama lúčov.
Referencie:
O úlohe GRB pri zániku života vo vesmíre, Tsvi Piran, Raul Jimenez, Science, nov 2014, predtlač
