Dacă este prea aproape de un mediu care adăpostește o viață complexă, o explozie de raze gamma ar putea vrăji o viață pentru acea viață. Însă GRB-urile ar putea fi motivul pentru care nu am găsit încă dovezi ale altor civilizații în cosmos? Pentru a răspunde la marea întrebare „unde este toată lumea?” fizicienii din Spania și Israel au redus perioada de timp și regiunile de spațiu în care viața complexă ar putea persista cu un risc scăzut de dispariție de către un GRB.
GRB-urile sunt unele dintre cele mai cataclice evenimente din Univers. Astrofizicienii sunt uimiți de intensitatea lor, unii dintre ei putând anticipa întregul Univers pentru scurte momente. Până acum, au rămas evenimente incredibile. Dar într-o nouă lucrare, fizicienii au cântărit modul în care GRB-urile ar putea limita unde și când viața ar putea persista și evolua, potențial în viața inteligentă.
În lucrarea lor, „Cu privire la rolul GRB-urilor asupra extincțiilor vieții în Univers”, publicată în jurnal Ştiinţă, Dr. Piran de la Universitatea ebraică și dr. Jimenez de la Universitatea din Barcelona iau în considerare în primul rând ceea ce se știe despre exploziile cu raze gamma. Metalicitatea stelelor și a galaxiilor în ansamblu sunt direct legate de frecvența GRB. Metallicitatea este abundența elementelor dincolo de hidrogen și heliu în conținutul de stele sau galaxii întregi. Mai multe metale reduc frecvența GRB. Galaxiile care au un conținut scăzut de metale sunt predispuse la o frecvență mai mare de GRB. Cercetătorii, făcând referire la lucrările lor anterioare, afirmă că datele observaționale au arătat că GRB-urile nu sunt în general legate de rata de formare a stelelor unei galaxii; formarea de stele, inclusiv cele masive nu este cel mai important factor pentru creșterea frecvenței GRB.
După cum ar avea soarta, trăim într-o galaxie cu conținut ridicat de metale - Calea Lactee. Piran și Jimenez arată că frecvența GRB pe Calea Lactee este mai mică pe baza ultimelor date disponibile. Aceasta este vestea bună. Mai semnificativă este plasarea unui sistem solar în Calea Lactee sau în orice galaxie.
Lucrarea afirmă că există o șansă de 50% a mortal GRB s-a produs în apropierea Pământului în ultimii 500 de milioane de ani. Dacă un sistem stelar se află la 13.000 de ani lumină (4 kilo-parsecs) din centrul galactic, șansele cresc până la 95%. În mod efectiv, acest lucru face ca regiunile cele mai dense din toate galaxiile să fie prea predispuse la GRB-uri pentru a permite viața complexă să persiste.
Pământul se află la 8,3 kilo-parsecs (27 000 de ani-lumină) din centrul galactic, iar lucrările astrofizicienilor concluzionează, de asemenea, că șansele unui GRB letal într-o perioadă de 500 de milioane de ani nu scad sub 50% decât peste 10 kilo-parsecs ( 32.000 de ani-lumină). Deci, șansele Pământului nu au fost cele mai favorabile, dar, în mod evident, adecvate. Sistemele stelelor aflate mai departe din centru sunt locuri mai sigure pentru ca viața să progreseze și să evolueze. Doar regiunile periferice cu densitate redusă de stele ale galaxiilor mari păstrează viața în afara modului de rău al exploziilor de raze gamma.
Lucrarea continuă prin descrierea evaluării lor asupra efectului GRB în întregul Univers. Aceștia afirmă că doar aproximativ 10% din galaxii au medii propice vieții atunci când evenimentele GRB sunt un motiv de îngrijorare. Pe baza lucrărilor anterioare și a noilor date, galaxiile (stelele lor) trebuiau să atingă un conținut de metalicitate de 30% din Soarele, iar galaxiile trebuiau să aibă cel puțin 4 kilo-parsecuri (13.000 de ani-lumină) în diametru pentru a reduce riscul de GRB letale. Viața simplă ar putea supraviețui GRB-urilor repetate. Evoluția spre forme de viață superioare ar fi stabilită în mod repetat prin extincții în masă.
Opera lui Piran și Jimenez dezvăluie, de asemenea, o relație cu o constantă cosmologică. Mai departe în timp, metalicitatea în stele a fost mai redusă. Abia după generații de formare a stelelor - miliarde de ani - au elemente mai grele construite în cadrul galaxiilor. Ei concluzionează că viața complexă, cum ar fi pe Pământ - de la peștele de jeleu la oameni - nu s-ar fi putut dezvolta în Universul timpuriu înainte de Z> 0,5, o schimbare cosmologică roșie egală cu ~ 5 miliarde de ani în urmă sau mai mult în urmă. Analiza arată, de asemenea, că există o șansă de 95% ca Pământul să fi experimentat un GRB letal în ultimii 5 miliarde de ani.
Întrebarea despre ce efecte ar putea avea un GRB din apropiere asupra vieții a fost ridicată de zeci de ani. În 1974, dr. Malvin Ruderman de la Universitatea Columbia a avut în vedere consecințele unei supernoveze din apropiere asupra stratului de ozon al Pământului și asupra vieții terestre. Lucrările sale și ulterioare au determinat că razele cosmice ar duce la epuizarea stratului de ozon, la o dublare a radiației solare ultraviolete care ajunge la suprafață, la răcirea climatului Pământului și la o creștere a NOx și a precipitațiilor care afectează sistemele biologice. Nu este o imagine frumoasă. Pierderea stratului de ozon ar duce la un efect de domino al modificărilor atmosferice și al expunerii la radiații care ar conduce la prăbușirea ecosistemelor. O GRB este considerată cea mai probabilă cauză a stingerii masei la sfârșitul perioadei Ordovician, în urmă cu 450 de milioane de ani; rămâne o dezbatere considerabilă cu privire la cauzele acestui eveniment și la multe alte evenimente de extincție în masă din istoria Pământului.
Lucrarea se concentrează asupra a ceea ce sunt considerate lung GRB - LGRB - care durează câteva secunde în contrast cumic de statura GRB care durează doar o secundă sau mai puțin. Se consideră că GRB-urile lungi se datorează prăbușirii unor stele masive, așa cum se observă la supernove, în timp ce sGRB-urile provin din coliziunea stelelor neutronice sau ale găurilor negre. Rămâne incertitudine în ceea ce privește cauzele, însă GRB-urile eliberează cantități mult mai mari de energie și sunt cele mai periculoase pentru ecosistemele care au o viață complexă.
Lucrarea restrânge timpul și spațiul disponibil pentru ca viața complexă să se dezvolte în Universul nostru. De-a lungul vârstei Universului, aproximativ 14 miliarde de ani, doar ultimii 5 miliarde de ani au condus la crearea unei vieți complexe. Mai mult, doar 10% din galaxii din ultimii 5 miliarde de ani au furnizat astfel de medii. Și în cadrul galaxiilor mai mari, numai zonele periferice au furnizat distanțele sigure necesare pentru a se sustrage expunerii letale la o explozie de raze gamma.
Această lucrare relevă cât de bine se încadrează sistemul nostru solar în condițiile ideale pentru a permite dezvoltarea vieții complexe. Ne aflăm la o distanță destul de bună de centrul galactic al Calea Lactee. Vârsta sistemului nostru solar, de aproximativ 4,6 miliarde de ani, se află în zona de siguranță de 5 miliarde de ani în timp. Cu toate acestea, pentru multe alte sisteme stelare, în ciuda cât de multe sunt acum considerate a exista în întregul Univers - 100 de miliarde în Calea Lactee, trilioane în întregul Univers - simplu este probabil un mod de viață datorat GRB-urilor. Această lucrare indică faptul că viața complexă, inclusiv viața inteligentă, este probabil mai puțin obișnuită atunci când luăm în considerare doar efectul razelor gamma.
Referințe:
Cu privire la rolul GRBs asupra stingerii vieții în Univers, Tsvi Piran, Raul Jimenez, Știință, noiembrie 2014, pre-tipărire
