Καλλιτεχνική εντύπωση έκρηξης ακτίνας γάμμα κοντά στη Γη. Κάντε κλικ για μεγέθυνση.
Ζούμε σε ένα επικίνδυνο Σύμπαν. Τώρα προσθέστε εκρήξεις ακτίνων γάμμα στη λίστα - αυτές τις πιο ισχυρές εκρήξεις στο Σύμπαν. Ακόμη και 10 δευτερόλεπτα ακτινοβολίας από ένα από αυτά τα γεγονότα θα ήταν μια θανατηφόρα αναστάτωση στη ζωή στη Γη. Πριν ξεκινήσετε να ψάχνετε για έναν άλλο πλανήτη για να ζήσετε, ο Δρ Andrew Levan από το Πανεπιστήμιο του Hertforshire είναι εδώ για να εξηγήσει τις πιθανότητες μιας κοντινής έκρηξης. Φαίνεται ότι οι πιθανότητες είναι υπέρ μας.
Ακούστε τη συνέντευξη: Είμαστε ασφαλείς από το Gamma Ray Bursts (6.0 MB)
Ή εγγραφείτε στο Podcast: universetoday.com/audio.xml
Τι είναι το Podcast;
Fraser Cain: Τώρα, θέλω να μάθω πόσο ασφαλής είμαι από εκρήξεις ακτίνων γάμμα, αλλά πρώτα μπορείτε να δώσετε στον εξηγητή ποιες είναι αυτές οι εκρήξεις;
Δρ. Andrew Levan: Οι εκρήξεις ακτίνων γάμμα ήταν πραγματικά ένα μυστήριο για πολλά από τα τελευταία 30 χρόνια. Ανακαλύφθηκαν για πρώτη φορά το 1967 από δορυφόρους που ξεκίνησαν για να αναζητήσουν στοιχεία για πυρηνικές δοκιμές που διεξάγονται στο διάστημα. Έτσι, στη δεκαετία του 1960 υπήρχε ανησυχία και στις δύο πλευρές - τους Ρώσους και τους Αμερικανούς - ανησυχούμε ότι η αντίπαλη πλευρά μπορεί να δοκιμάσει πυρηνικά όπλα κάπου στο διάστημα. Και έτσι υπήρξε μια συνθήκη απαγόρευσης δοκιμών που απαγόρευσε αυτό και στη συνέχεια ξεκίνησαν διάφοροι δορυφόροι για να είναι σε θέση να εντοπίσουν την υπογραφή αυτών των δοκιμών. Και αυτές οι δοκιμές θα έδιναν μια υπογραφή που θα ήταν μια έκρηξη ακτίνων γάμμα. Και έτσι οι δορυφόροι ξεκίνησαν για να το αναζητήσουν. Δεν είδαν ποτέ ακτίνες γάμμα από πυρηνικές δοκιμές, αλλά αυτό που βρήκαν ήταν αυτές οι πολύ φωτεινές εκρήξεις που δεν συνέβαιναν πουθενά στο Ηλιακό Σύστημα. Δεν σχετίζεται με κάτι που συνέβαινε και ήταν προφανές. όχι πραγματικά η Σελήνη ή κανένας από τους πλανήτες ή κάτι παρόμοιο. Και έτσι ήταν οι πρώτες ανακαλύψεις ακτίνων γάμμα.
Για τα περισσότερα επόμενα 20 ή 30 χρόνια, αυτό ήταν ό, τι γνωρίζαμε γι 'αυτά. αυτά τα παράξενα ανεξήγητα λάμψη ακτινοβολίας υψηλής ενέργειας. Αυτό είναι ελαφρύ με μήκη κύματος πολύ μικρότερο από τις ακτίνες Χ που χρησιμοποιούν ιατρικές εικόνες. Και ήταν πολύ δύσκολο εξαιτίας αυτού να τους εντοπίσουμε. Επομένως, πραγματικά δεν ξέραμε πού ήταν, αν ήταν κοντά μας ή αν ήταν πολύ μακριά. Και μετά στα τέλη της δεκαετίας του 1990, τελικά καταφέραμε να εντοπίσουμε την προέλευσή τους από οπτικές εκπομπές, από κανονικό φως, και αυτό έδειξε ότι ήταν απίστευτα φωτεινές εκρήξεις που συνέβησαν στο μακρινό Σύμπαν, οπότε μιλάτε για να κοιτάξετε πίσω μόνο σε ένα μερικές εκατοντάδες εκατομμύρια χρόνια μετά τη Μεγάλη Έκρηξη - το 95% της επιστροφής στην εποχή του Σύμπαντος.
Και έτσι, αυτό ήταν το πρώτο βήμα. Και μετά τα επόμενα χρόνια, συνειδητοποιήθηκε ότι αυτές οι εκρήξεις ακτίνων γάμμα προκλήθηκαν στην πραγματικότητα από την κατάρρευση ενός πολύ μαζικού αστεριού. Όταν μιλάτε πολύ μαζικά, στην πραγματικότητα μιλάτε για 20-30 φορές βαρύτερο από τον Ήλιο. Και αυτό που συμβαίνει με αυτά τα αστέρια είναι ότι καίνε ή συντήκουν υδρογόνο σε βαρύτερα στοιχεία στους πυρήνες τους. Και τελικά αυτή η διαδικασία σταματά, πέφτουν στον εαυτό τους, σχηματίζουν μια μαύρη τρύπα και αυτή η διαδικασία δημιουργεί μια έκρηξη ακτίνων γάμμα.
Fraser: Ακούγεται πολύ παρόμοιο με τη διαδικασία μιας έκρηξης σουπερνόβα. Λοιπόν, ποια είναι η διαφορά;
Δρ. Levan: Πράγματι, πολλές εκρήξεις ακτίνων γάμμα είναι εκρήξεις σουπερνόβα. Άρα είναι απλώς ένα υποσύνολο της σουπερνόβα. Η σουπερνόβα συμβαίνει όταν τα αστέρια είναι πιο ογκώδη που 8 φορές η μάζα του Ήλιου εξαντλείται από πυρηνικά καύσιμα και καταρρέουν, αλλά τις περισσότερες φορές σχηματίζουν ένα αστέρι νετρονίων και όχι μια μαύρη τρύπα. Τώρα ένα αστέρι νετρονίων είναι λίγο λιγότερο ακραίο αντικείμενο, αλλά εξακολουθεί να είναι πολύ ακραίο. Και έτσι είναι λίγο πολύ η μάζα του Ήλιου, αλλά κατέρρευσε σε μια περιοχή μόλις 10 μίλια απέναντι. Αλλά αυτό που συμβαίνει είναι ότι παίρνετε πραγματικά πολύ λιγότερη ενέργεια. Και έτσι όταν έχετε αυτά τα πολύ τεράστια αστέρια που γίνονται εκρήξεις ακτίνων γάμμα, η ενέργεια από αυτές τις ακτίνες γάμμα εκτοξεύεται σε ένα τζετ. Λοιπόν, μοιάζει με έναν σωλήνα που στρέφεται ευθεία προς εσάς και βγαίνει βασικά από τους πόλους του αστεριού και στα δύο άκρα. Φωτίζει τον ουρανό ως μια πολύ φωτεινή πηγή. Αλλά φωτίζει μόνο λίγο τοις εκατό του ουρανού. Και εκεί εκπέμπονται οι ακτίνες γάμμα, και αυτό είναι που κάνει μια ακτίνα γάμμα να εκρήγνυται. Και μόνο μερικοί τύποι σουπερνόβα είναι αυτοί που δημιουργούν τόσο τις μαύρες τρύπες όσο και τις απαραίτητες συνθήκες για να δημιουργήσουν ένα τζετ είναι εκείνοι που δημιουργούν την έκρηξη ακτίνων γάμμα. Και τότε οι εκρήξεις ακτίνων γάμμα είναι πολύ πιο φωτεινές από τις κανονικές σουπερνόβες που βλέπουμε.
Fraser: Και το να είσαι κοντά είναι ένα πολύ επικίνδυνο μέρος. Πόσο επικίνδυνο είναι και πόσο μακριά είναι η σφαίρα της καταστροφής;
Δρ. Levan: Οι άνθρωποι μιλούν για τις σουπερνόβες και μιλούν για τις εκρήξεις ακτίνων γάμμα ως επικίνδυνες για τη Γη. Για μια σουπερνόβα, πρέπει πραγματικά να είναι πολύ κοντά. πρέπει να είναι περίπου 10 parsecs από εμάς (ή 30 έτη φωτός). Δεν υπάρχουν πολλά αστέρια σε αυτό. Τώρα με εκρήξεις ακτίνων γάμμα είναι πολύ πιο φωτεινή που θα μπορούσε να απέχει 30 ή 40.000 έτη φωτός μακριά μας. Αυτό είναι στα μισά του γαλαξία. Αν κάποιος έβγαινε στο κέντρο του γαλαξία και έπεσε στη Γη, τότε αυτό θα ήταν ένα εξαιρετικά επικίνδυνο πράγμα για εμάς. Επειδή αυτό που θα συνέβαινε είναι ότι η υψηλή ενεργειακή ακτινοβολία θα μας χτυπήσει θα ιονίσει την υψηλή ατμόσφαιρα και θα δημιουργήσει πολλά νέα, αρκετά δυσάρεστα, οξείδια του αζώτου που θα δημιουργούσαν όξινη βροχή. Θα καταστρέψει τη στιβάδα του όζοντος, και ταυτόχρονα θα πλημμυρίσει την πλευρά της Γης που την βλέπει με μια εξαιρετικά υψηλή δόση υπεριώδους ακτινοβολίας.
Fraser: Εάν ένα από αυτά σβήσει στον γαλαξία σας, αυτό είναι ένα τεράστιο μειονέκτημα για τη ζωή. Δεν μπορώ να φανταστώ πολλά που θα μπορούσαν να αντέξουν αυτό, εκτός από τη μικροβιακή υπόγεια ζωή.
Δρ. Levan: Ναι, απολύτως, πραγματικά. Ο αντίκτυπος για εμάς είναι ότι θα έχετε την μάλλον παράδοξη κατάσταση ότι τα οξείδια του αζώτου που δημιουργήθηκαν στην ατμόσφαιρα θα μπορούσαν πραγματικά να μπλοκάρουν το οπτικό φως, επομένως θα έχετε παγκόσμια ψύξη. Θα είχατε προβλήματα με τη φωτοσύνθεση των φυτών και τέτοια. Αλλά την ίδια στιγμή επειδή έχετε καταστρέψει τη στιβάδα του όζοντος, θα έχετε μια υψηλή ροή υπεριώδους φωτός που θα ήταν πραγματικά επιζήμια για οποιαδήποτε ζωή που την αντιμετώπισε. Και έτσι θα επηρέαζε δραστικά τη διαδικασία της εξέλιξης. Το αν θα ήταν δυνατόν να εξελιχθούμε επαρκώς για να ζήσουμε αυτό είναι πολύ απίθανο.
Fraser: Πιστεύουν οι επιστήμονες ότι ευθύνονται για κάποια γεγονότα εξαφάνισης στο παρελθόν;
Δρ. Levan: Έχει γίνει πολλή συζήτηση για αυτό. Προφανώς το πιο συζητημένο για την εξαφάνιση είναι αυτό των δεινοσαύρων και πολλοί άνθρωποι πιστεύουν τώρα ότι ήταν πιθανώς ένας αστεροειδής χτύπημα από έξω από τη Γη ή κάτι τέτοιο. Σίγουρα υπήρξε ένα γεγονός εξαφάνισης πριν από περίπου 400 εκατομμύρια χρόνια για το οποίο οι άνθρωποι έχουν μιλήσει για πιθανότατα οφείλονται σε έκρηξη ακτίνων γάμμα. Προφανώς είναι πολύ αβέβαιο όταν κοιτάζετε πίσω και προσπαθείτε να κοιτάξετε μέσα από το ρεκόρ των απολιθωμάτων, αλλά σίγουρα έχουν αναφερθεί εκρήξεις ακτίνων γάμμα λόγω του γεγονότος ότι είναι λιγότερο συχνές από τις σουπερνόβα, μπορούν να σας επηρεάσουν σε ένα τόσο μεγάλο ογκώστε τη Γη για την οποία οι άνθρωποι έχουν μιλήσει για παρελθόντες εξαφανίσεις λόγω των εκρήξεων ακτίνων γάμμα.
Fraser: Εντάξει, τώρα μου έχουν υποσχεθεί κάποια καλά νέα. Αστο πάνω μου.
Δρ. Levan: Αυτό που κάναμε είναι να μελετήσουμε πολλές από αυτές τις εκρήξεις, περίπου 40 από αυτές. Τώρα αυτές είναι εκρήξεις ακτίνων γάμμα που μπορείτε να χαλαρώσετε, είναι τόσο μακριά που είναι πραγματικά δύσκολο να τις δείτε ακόμη και με τα μεγαλύτερα τηλεσκόπια στον κόσμο. Αλλά αυτό που μπορούμε να μελετήσουμε από αυτούς είναι ο τύπος του γαλαξία στον οποίο συμβαίνουν. Και έτσι ο Γαλαξίας, που είναι ο γαλαξίας μας, ονομάζεται σπείρα μεγάλου σχεδιασμού. Είναι ένας μεγάλος, πολύ μεγάλος γαλαξίας. Τώρα, όταν κοιτάζετε τους τύπους γαλαξιών που αυτοί τείνουν να συμβαίνουν, διαπιστώνετε ότι βρίσκονται πάντα σε αυτούς τους μικρούς, ακατάστατους, πολύ ακανόνιστους γαλαξίες που έχουν πολύ χαμηλή μάζα, που μοιάζουν πολύ με τον Γαλαξία μας. Και ο λόγος για αυτό είναι ότι ο Γαλαξίας μας έχει πολλά από αυτά που αποκαλούμε μέταλλα. Τώρα, όταν οι αστρονόμοι μιλούν για μέταλλα, δεν εννοούμε πραγματικά πράγματα όπως αλουμίνιο ή σίδηρο ή πράγματα όπως αυτό. Εννοούμε πραγματικά κάτι βαρύτερο από το υδρογόνο ή το ήλιο. Και έτσι για να έχετε ζωή, πρέπει να έχετε άνθρακα και οξυγόνο και πράγματα όπως αυτά που είναι πολύ σπάνια στους μικρούς γαλαξίες που έχουν εκρήξεις ακτίνων γάμμα. Και αυτό που συνειδητοποιείτε όταν το κοιτάτε είναι ότι οι μικροί γαλαξίες είναι ζωτικής σημασίας για τη δημιουργία εκρήξεων ακτίνων γάμμα επειδή αυτό που χρειάζεστε βασικά είναι πολύ τεράστια αστέρια που σχηματίζουν μαύρες τρύπες και είναι πολύ πιο εύκολο να το κάνετε σε αυτούς τους μικρούς γαλαξίες που έχουν πολύ λίγους μέταλλα. Και αυτό ουσιαστικά σημαίνει ότι παρόλο που το είχαμε στο παρελθόν, οι εκρήξεις ακτίνων γάμμα δεν συμβαίνουν σε γαλαξίες όπως οι δικοί μας.
Fraser: Γνωρίζω ότι κάποια πρόσφατη έρευνα μας δείχνει κάποιες περιοχές σχηματισμού αστεριών σε κοντινούς δορυφορικούς γαλαξίες στον Γαλαξία που δημιουργούν αστέρια που είναι 50-80 φορές τη μάζα του Ήλιου, έτσι είναι και αυτοί οι καλοί υποψήφιοι ή υπάρχει κάτι για το βαρύτερα στοιχεία;
Δρ. Levan: Ναι, οπότε υπάρχει κάτι πολύ συγκεκριμένο για τα βαρύτερα στοιχεία. Όταν έχετε βαρύτερα στοιχεία σε ένα αστέρι, επηρεάζει πραγματικά την εξέλιξη του αστεριού πολύ ριζικά. Και αυτό που συμβαίνει είναι ότι αυτά τα βαριά στοιχεία έχουν αυτό που αποκαλούμε αστρικούς ανέμους. αρκετά δυνατοί αστρικοί άνεμοι. Και αυτό σημαίνει ότι αποβάλλουν όλο το υλικό που είναι έξω από αυτά. Έτσι, παρόλο που ξεκινούν τη ζωή τους ως πολύ τεράστια αστέρια, τη στιγμή που τελειώνουν τη ζωή τους, στην πραγματικότητα έχουν χάσει μεγάλο μέρος της μάζας που δεν είναι πλέον αρκετά τεράστια για να σχηματίσουν μαύρες τρύπες. Και έτσι σχηματίζουν αυτά τα αστέρια νετρονίων ως κανονικά σουπερνόβα. Επομένως, υπάρχει πολύ μικρή αμφιβολία ότι αυτά τα τεράστια αστέρια που βλέπετε και οι τεράστιες περιοχές σχηματισμού αστεριών που βλέπετε πρόκειται να σχηματίσουν σουπερνόβα, επειδή βρίσκονται πολύ πιο μακριά, δεν αποτελούν απειλή για εμάς. Και λόγω των αστρικών ανέμων τους, θα χάσουν τόσο μεγάλο μέρος της μάζας τους που δεν μπορούν να κάνουν μαύρες τρύπες και έτσι δεν μπορούν να κάνουν εκρήξεις ακτίνων γάμμα.
Fraser: Δεδομένου ότι όλες οι εκρήξεις ακτίνων γάμμα έχουν παρατηρηθεί σε όλο το Σύμπαν, μοιάζει σχεδόν με μια συνάρτηση της ηλικίας - καθώς κοιτάζετε πιο μακριά, κοιτάζετε πίσω στο παρελθόν. Κάποτε είχαμε εκρήξεις ακτίνων γάμμα, αλλά δεν συμβαίνουν πια.
Δρ. Levan: Ναι, πολύ. Προφανώς, καθώς τα αστέρια εξελίσσονται, δημιουργείτε την πρώτη σας γενιά αστεριών. Όλα τα μέταλλα, όλα τα άτομα που βλέπετε γύρω σας, στο σώμα σας, στο κτίριο και όλα όσα παρόμοια, κατασκευάζονται από εκρήξεις σουπερνόβα στο παρελθόν. Εμπλουτίζουν τα πάντα γύρω τους και, στη συνέχεια, υπάρχει μια άλλη γενιά αστεριών που κατασκευάζονται από αυτό και ούτω καθεξής. Και όταν κοιτάς πίσω στο Σύμπαν, υπήρχαν λιγότερα από αυτά τα μέταλλα γύρω και λιγότερα από αυτά τα βαριά στοιχεία, και έτσι το πρώιμο Σύμπαν είναι ένα πολύ πιο ελπιδοφόρο μέρος για να αναζητήσεις εκρήξεις ακτίνων γάμμα από το Σύμπαν όπως το βλέπουμε τώρα όπου μόνο εκρήξεις ακτίνων γάμμα συμβαίνουν σε μικρούς γαλαξίες όπου δεν υπήρχε τόσο πολύ σχηματισμός αστεριών για όσο καιρό στον Γαλαξία μας.
