Pokud je příliš blízko prostředí, ve kterém je složitý život, výbuch gama paprsků by mohl pro tento život znamenat zkázu. Mohly by však být důvodem, proč jsme dosud nenašli důkazy o jiných civilizacích ve vesmíru? Abychom vám pomohli odpovědět na velkou otázku „kde jsou všichni?“ fyzici ze Španělska a Izraele zúžili časové období a oblasti vesmíru, v nichž by složitý život mohl přetrvávat s nízkým rizikem vyhynutí GRB.
GRB jsou některé z nejvíce kataklyzmatických událostí ve vesmíru. Astrofyzici jsou ohromeni svou intenzitou, z nichž někteří mohou na krátký okamžik zatemnit celý vesmír. Doposud zůstaly neuvěřitelnými událostmi na dálku. Ale v novém článku fyzikové zvážili, jak by GRB mohly omezit, kde a kdy může život přetrvávat a vyvíjet se, potenciálně na inteligentní život.
Ve svém příspěvku „O úloze GRB při zániku života ve vesmíru“, publikovaném v časopise Věda, Dr. Piran z Hebrejské univerzity a Dr. Jimenez z University of Barcelona nejprve zváží to, co je známo o výbuchu paprsků gama. Hutnost hvězd a galaxií jako celku přímo souvisí s frekvencí GRB. Hutnost je hojnost prvků za vodíkem a heliem v obsahu hvězd nebo celých galaxií. Více kovů snižuje frekvenci GRB. Galaxie, které mají nízký obsah kovů, jsou náchylné k vyšší frekvenci GRB. Vědci, odkazující na jejich předchozí práci, říkají, že pozorovací data ukázala, že GRB obecně nesouvisejí s rychlostí formování hvězd galaxie; formování hvězd, včetně hmotných, není nejvýznamnějším faktorem pro zvýšenou frekvenci GRB.
Jak by to osud měl, žijeme v galaxii s vysokým obsahem kovů - Mléčné dráze. Piran a Jimenez ukazují, že frekvence GRB v Mléčné dráze je na základě nejnovějších dostupných údajů nižší. To je dobrá zpráva. Významnější je umístění sluneční soustavy do Mléčné dráhy nebo jakékoli galaxie.
Příspěvek uvádí, že existuje 50% pravděpodobnost a smrtící GRB došlo v blízkosti Země během posledních 500 milionů let. Je-li hvězdný systém v okruhu 13 000 světelných let (4 km) od galaktického centra, šance se zvýší na 95%. Ve skutečnosti to způsobí, že nejhustší regiony všech galaxií jsou příliš náchylné k GRB, aby umožnily přetrvávat složitý život.
Země leží ve vzdálenosti 8,3 km (27 000 světelných let) od galaktického centra a práce astrofyziků také dochází k závěru, že šance na smrtící GRB v rozpětí 500 milionů let neklesnou pod 50%, dokud nepřesáhnou 10 kilo-parseků ( 32 000 světelných let). Takže šance na Zemi nebyly nejpříznivější, ale zřejmě adekvátní. Hvězdné systémy dále od centra jsou bezpečnější místa pro život a vývoj. Pouze odlehlé oblasti s velkou hustotou hvězd ve velkých galaxiích udržují život mimo způsob výbuchu paprsků gama.
Příspěvek dále popisuje jejich hodnocení účinku GRB na celý vesmír. Tvrdí, že pouze přibližně 10% galaxií má prostředí vedoucí k životu, když se jedná o události GRB. Na základě předchozí práce a nových dat musely galaxie (jejich hvězdy) dosáhnout obsahu metalicity 30% Slunce a galaxie musely být v průměru nejméně 4 kiloparty (13 000 světelných let), aby se snížilo riziko smrtící GRB. Jednoduchý život mohl přežít opakované GRB. Vyvíjení se k vyšším životním formám by bylo opakovaně zastaveno masovým vyhynutím.
Piranova a Jimenezova práce také odhaluje vztah k kosmologické konstantě. Dále zpět v čase byla metalicita uvnitř hvězd nižší. Teprve po generacích hvězdných formací - miliardy let - se v galaxiích vytvořily těžší prvky. Došli k závěru, že složitý život, jako je Země - od želé ryby k člověku - se nemohl vyvinout v raných vesmírech dříve než Z> 0,5, kosmologický červený posun rovnající se ~ 5 miliardám let nebo déle. Analýza také ukazuje, že existuje 95% šance, že Země za posledních 5 miliard let zažila smrtící GRB.
Otázka, jaký dopad by mohl mít blízký GRB na život, byla vyvolávána po celá desetiletí. V roce 1974 zvážila Dr. Malvin Ruderman z Columbia University důsledky blízké supernovy na ozonovou vrstvu Země a na pozemský život. Jeho a následná práce určila, že kosmické paprsky by vedly k vyčerpání ozónové vrstvy, zdvojnásobení slunečního ultrafialového záření na povrch, ochlazení zemského klimatu a zvýšení NOx a deště, které ovlivňují biologické systémy. Není to hezký obrázek. Ztráta ozónové vrstvy by měla za následek dominový efekt atmosférických změn a radiační expozice vedoucí ke zhroucení ekosystémů. GRB je považována za nejpravděpodobnější příčinu hromadného vyhynutí na konci ordovického období, před 450 miliony let; stále existuje značná debata o příčinách tohoto a několika dalších událostí hromadného vyhynutí v historii Země.
Příspěvek se zaměřuje na to, co se považuje dlouho GRB - lGRB - trvající několik sekund na rozdíl odkrátký GRB, které vydrží jen sekundu nebo méně. Dlouhé GRB jsou považovány za důsledek kolapsu masivních hvězd, jako je tomu u supernov, zatímco sGRB jsou z kolize neutronových hvězd nebo černých děr. Pokud jde o příčiny, zůstává nejistota, ale čím déle GRB uvolňují mnohem větší množství energie a jsou nejnebezpečnější pro ekosystémy nesoucí složitý život.
Příspěvek zužuje čas a prostor, který je k dispozici pro komplexní život v našem vesmíru. V průběhu vesmíru, přibližně 14 miliard let, vedlo k vytvoření komplexního života pouze posledních 5 miliard let. Kromě toho pouze 10% galaxií za posledních 5 miliard let poskytovalo taková prostředí. A pouze ve větších galaxiích poskytovaly pouze odlehlé oblasti bezpečné vzdálenosti potřebné k tomu, aby se zabránilo smrtící expozici výbuchu paprsků gama.
Tato práce ukazuje, jak dobře se naše Sluneční soustava hodí do ideálních podmínek pro umožnění vývoje složitého života. Stojíme v poměrně dobré vzdálenosti od galaktického centra Mléčné dráhy. Věk naší sluneční soustavy, přibližně 4,6 miliardy let, leží v bezpečné zóně 5 miliard let v čase. Avšak pro mnoho dalších hvězdných systémů, i přes to, kolik z nich je nyní považováno za existující v celém vesmíru - 100 miliard miliard v Mléčné dráze, biliony v celém vesmíru - jednoduchý je pravděpodobně způsob života díky GRB. Tato práce ukazuje, že složitý život, včetně inteligentního života, je pravděpodobně méně obyčejný, když se vezme v úvahu účinek gama paprsků.
Reference:
O roli GRB při vymírání života ve vesmíru, Tsvi Piran, Raul Jimenez, Science, Nov 2014, předtisk
