Εάν είναι πολύ κοντά σε ένα περιβάλλον που φιλοξενεί πολύπλοκη ζωή, μια έκρηξη ακτίνων γάμμα θα μπορούσε να προκαλέσει καταστροφές για αυτήν τη ζωή. Αλλά θα μπορούσαν οι GRB να είναι ο λόγος που δεν έχουμε βρει ακόμη στοιχεία για άλλους πολιτισμούς στον κόσμο; Για να βοηθήσουμε να απαντήσω στο μεγάλο ερώτημα «πού είναι όλοι;» φυσικοί από την Ισπανία και το Ισραήλ έχουν μειώσει τη χρονική περίοδο και τις περιοχές του διαστήματος στις οποίες η σύνθετη ζωή θα μπορούσε να επιμείνει με χαμηλό κίνδυνο εξαφάνισης από ένα GRB.
Τα GRBs είναι μερικά από τα πιο κατακλυσμικά γεγονότα στο Σύμπαν. Οι αστροφυσικοί εκπλήσσονται από την έντασή τους, μερικοί από τους οποίους μπορούν να ξεπεράσουν ολόκληρο το Σύμπαν για σύντομες στιγμές. Μέχρι στιγμής, έχουν παραμείνει απίστευτα μακρινά γεγονότα. Αλλά σε ένα νέο έγγραφο, οι φυσικοί έχουν σταθμίσει πώς οι GRBs θα μπορούσαν να περιορίσουν πού και πότε η ζωή θα μπορούσε να επιμείνει και να εξελιχθεί, ενδεχομένως σε έξυπνη ζωή.
Στην εφημερίδα τους, «Σχετικά με το ρόλο των GRB στις εξαφανίσεις ζωής στο Σύμπαν», που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Επιστήμη, Ο Δρ Piran από το Εβραϊκό Πανεπιστήμιο και ο Δρ Jimenez από το Πανεπιστήμιο της Βαρκελώνης εξετάζουν πρώτα τι είναι γνωστό για τις εκρήξεις ακτίνων γάμμα. Η μεταλλικότητα των αστεριών και των γαλαξιών συνολικά σχετίζεται άμεσα με τη συχνότητα των GRB. Η μεταλλικότητα είναι η αφθονία στοιχείων πέρα από το υδρογόνο και το ήλιο στο περιεχόμενο των αστεριών ή ολόκληρων γαλαξιών. Περισσότερα μέταλλα μειώνουν τη συχνότητα των GRB. Οι γαλαξίες που έχουν χαμηλή περιεκτικότητα σε μέταλλα είναι επιρρεπείς σε υψηλότερη συχνότητα GRBs. Οι ερευνητές, αναφέροντας την προηγούμενη εργασία τους, δηλώνουν ότι τα δεδομένα παρατήρησης έχουν δείξει ότι οι GRBs δεν σχετίζονται γενικά με το ρυθμό σχηματισμού άστρων ενός γαλαξία. Ο σχηματισμός αστεριών, συμπεριλαμβανομένων των μαζικών, δεν είναι ο πιο σημαντικός παράγοντας για αυξημένη συχνότητα GRBs.
Όπως θα το είχε η μοίρα, ζούμε σε έναν γαλαξία με υψηλή περιεκτικότητα σε μέταλλο - τον Γαλαξία μας. Οι Piran και Jimenez δείχνουν ότι η συχνότητα των GRB στον Γαλαξία μας είναι χαμηλότερη με βάση τα τελευταία διαθέσιμα δεδομένα. Αυτά είναι τα καλά νέα. Πιο σημαντική είναι η τοποθέτηση ενός ηλιακού συστήματος εντός του Γαλαξία ή οποιουδήποτε γαλαξία.
Η εφημερίδα αναφέρει ότι υπάρχει 50% πιθανότητα α θανατηφόρος Η GRB έχει συμβεί κοντά στη Γη τα τελευταία 500 εκατομμύρια χρόνια. Εάν ένα αστρικό σύστημα βρίσκεται εντός 13.000 ετών φωτός (4 κιλά-parsecs) του γαλαξιακού κέντρου, οι πιθανότητες αυξάνονται στο 95%. Αποτελεσματικά, αυτό καθιστά τις πυκνότερες περιοχές όλων των γαλαξιών πολύ επιρρεπείς σε GRB για να επιτρέψει την παραμονή της σύνθετης ζωής.
Η Γη βρίσκεται σε απόσταση 8,3 κιλά-parsecs (27.000 έτη φωτός) από το γαλαξιακό κέντρο και το έργο των αστροφυσικών καταλήγει επίσης στο συμπέρασμα ότι οι πιθανότητες ενός θανατηφόρου GRB σε μια περίοδο 500 εκατομμυρίων ετών δεν πέφτει κάτω από το 50% έως ότου ξεπεράσουν τα 10 κιλά-parsecs ( 32.000 έτη φωτός). Έτσι, οι πιθανότητες της Γης δεν ήταν πιο ευνοϊκές, αλλά προφανώς επαρκείς. Τα συστήματα αστεριών που βρίσκονται πιο μακριά από το κέντρο είναι ασφαλέστερα μέρη για πρόοδο και εξέλιξη της ζωής. Μόνο οι απομακρυσμένες περιοχές χαμηλής πυκνότητας αστεριών μεγάλων γαλαξιών κρατούν τη ζωή μακριά από τον τρόπο έκρηξης των ακτίνων γάμμα.
Η εργασία συνεχίζεται περιγράφοντας την εκτίμησή τους για την επίδραση των GRB σε όλο το Σύμπαν. Δηλώνουν ότι μόνο περίπου το 10% των γαλαξιών έχουν περιβάλλοντα ευνοϊκά για τη ζωή όταν τα συμβάντα GRB προκαλούν ανησυχία. Με βάση προηγούμενες εργασίες και νέα δεδομένα, οι γαλαξίες (τα αστέρια τους) έπρεπε να φτάσουν σε περιεκτικότητα σε μεταλλικότητα 30% του Ήλιου και οι γαλαξίες έπρεπε να έχουν διάμετρο τουλάχιστον 4 κιλά (13.000 έτη φωτός) για να μειώσουν τον κίνδυνο θανατηφόρα GRB. Η απλή ζωή θα μπορούσε να επιβιώσει επαναλαμβανόμενα GRB. Οι εξελίξεις σε υψηλότερες μορφές ζωής θα επανειλημμένα αντισταθμίζονταν από μαζικές εξαφανίσεις.
Το έργο του Piran και του Jimenez αποκαλύπτει επίσης μια σχέση με μια κοσμολογική σταθερά. Πιο πίσω στο παρελθόν, η μεταλλικότητα μέσα στα αστέρια ήταν χαμηλότερη. Μόνο μετά από γενιές σχηματισμού αστεριών - δισεκατομμύρια χρόνια - έχουν βαρύτερα στοιχεία συσσωρευμένα στους γαλαξίες. Καταλήγουν στο συμπέρασμα ότι πολύπλοκη ζωή όπως στη Γη - από ζελέ ψάρια έως ανθρώπους - δεν θα μπορούσε να αναπτυχθεί στα πρώτα σύμπαντα πριν από το Z> 0,5, μια κοσμολογική κόκκινη μετατόπιση ίση με ~ 5 δισεκατομμύρια χρόνια πριν ή περισσότερο. Η ανάλυση δείχνει επίσης ότι υπάρχει πιθανότητα 95% η Γη να βιώσει θανατηφόρο GRB τα τελευταία 5 δισεκατομμύρια χρόνια.
Το ζήτημα της επίδρασης ενός κοντινού GRB στη ζωή έχει τεθεί εδώ και δεκαετίες. Το 1974, ο Δρ Malvin Ruderman του Πανεπιστημίου της Κολούμπια εξέτασε τις συνέπειες μιας γειτονικής σουπερνόβα στο στρώμα του όζοντος της Γης και στην επίγεια ζωή. Η δουλειά του και η επακόλουθη δουλειά του έχουν προσδιορίσει ότι οι κοσμικές ακτίνες θα οδηγούσαν στην εξάντληση του στρώματος του όζοντος, στον διπλασιασμό της ηλιακής υπεριώδους ακτινοβολίας που φτάνει στην επιφάνεια, την ψύξη του κλίματος της Γης και την αύξηση των ΝΟx και των βροχοπτώσεων που επηρεάζουν τα βιολογικά συστήματα. Όχι μια όμορφη εικόνα. Η απώλεια της στιβάδας του όζοντος θα οδηγήσει σε επίδραση ντόμινο στις ατμοσφαιρικές αλλαγές και στην έκθεση σε ακτινοβολία που θα οδηγήσει στην κατάρρευση των οικοσυστημάτων. Ένα GRB θεωρείται η πιο πιθανή αιτία μαζικής εξαφάνισης στο τέλος της περιόδου των Ορδοβικών, πριν από 450 εκατομμύρια χρόνια. Παραμένει σημαντική συζήτηση για τα αίτια αυτού και πολλά άλλα γεγονότα μαζικής εξαφάνισης στην ιστορία της Γης.
Η εργασία επικεντρώνεται σε αυτό που θεωρείται μακρύς GRBs - lGRBs - διαρκεί αρκετά δευτερόλεπτα σε αντίθεση με τομικρός GRB που διαρκούν μόνο ένα δευτερόλεπτο ή λιγότερο. Τα μεγάλα GRBs πιστεύεται ότι οφείλονται στην κατάρρευση τεράστιων αστεριών όπως φαίνεται στα σουπερνόβα, ενώ τα sGRBs προέρχονται από τη σύγκρουση αστεριών νετρονίων ή μαύρων οπών. Παραμένει αβεβαιότητα ως προς τις αιτίες, αλλά οι μακρύτεροι GRB απελευθερώνουν πολύ μεγαλύτερες ποσότητες ενέργειας και είναι πιο επικίνδυνοι για τα οικοσυστήματα που έχουν πολύπλοκη ζωή.
Το έγγραφο περιορίζει τον χρόνο και τον διαθέσιμο χώρο για να αναπτυχθεί η σύνθετη ζωή στο Σύμπαν μας. Κατά την ηλικία του Σύμπαντος, περίπου 14 δισεκατομμύρια χρόνια, μόνο τα τελευταία 5 δισεκατομμύρια χρόνια συνέβαλαν στη δημιουργία σύνθετης ζωής. Επιπλέον, μόνο το 10% των γαλαξιών τα τελευταία 5 δισεκατομμύρια χρόνια παρείχε τέτοια περιβάλλοντα. Και μόνο σε μεγαλύτερους γαλαξίες, μόνο οι απομακρυσμένες περιοχές παρείχαν τις ασφαλείς αποστάσεις που απαιτούνται για την αποφυγή θανατηφόρου έκθεσης σε έκρηξη ακτίνων γάμμα.
Αυτή η εργασία αποκαλύπτει πόσο καλά το Ηλιακό μας Σύστημα ταιριάζει στις ιδανικές συνθήκες για να επιτρέψει την ανάπτυξη σύνθετης ζωής. Βρισκόμαστε σε αρκετά καλή απόσταση από το γαλαξιακό κέντρο του Γαλαξία. Η ηλικία του Ηλιακού μας Συστήματος, περίπου 4,6 δισεκατομμύρια χρόνια, βρίσκεται εντός της ασφαλούς ζώνης των 5 δισεκατομμυρίων ετών εγκαίρως. Ωστόσο, για πολλά άλλα αστρικά συστήματα, παρά το πόσα πολλά θεωρούνται σήμερα σε όλο το Σύμπαν - 100 δισεκατομμύρια στον Γαλαξία, τρισεκατομμύρια σε όλο το Σύμπαν - απλό είναι πιθανώς ένας τρόπος ζωής λόγω των GRB. Αυτή η εργασία δείχνει ότι η πολύπλοκη ζωή, συμπεριλαμβανομένης της ευφυούς ζωής, είναι πιθανότατα λιγότερο συχνή όταν λαμβάνεται υπόψη το αποτέλεσμα της έκρηξης ακτίνων γάμμα.
Βιβλιογραφικές αναφορές:
Σχετικά με το ρόλο των GRB στην εξαφάνιση της ζωής στο Σύμπαν, Tsvi Piran, Raul Jimenez, Science, Νοέμβριος 2014, προ-εκτύπωση
