Впечатление на художника от избухване на гама лъч, избухващ близо до Земята. Щракнете за уголемяване
Ние живеем в опасна Вселена. Сега добавете изблици на гама лъчи към списъка - онези най-мощни експлозии във Вселената. Дори 10 секунди радиация от едно от тези събития биха били смъртоносни промени в живота на Земята. Преди да започнете да търсите друга планета, на която да живеете, д-р Андрю Леван от Университета в Хертфоршир е тук, за да обясни възможностите на експлозия наблизо. Изглежда шансовете са в наша полза.
Чуйте интервюто: Ние сме безопасни от гама Ray Bursts (6.0 MB)
Или се абонирайте за Podcast: universetoday.com/audio.xml
Какво е подкаст?
Фрейзър Кейн: Сега искам да науча колко съм безопасен от изблици на гама лъчи, но първо можете ли да дадете на обяснителя какви са тези експлозии?
Д-р Андрю Леван: Изригванията на гама лъчи бяха наистина загадка за голяма част от последните 30 години. Те бяха открити за първи път през 1967 г. от спътници, които бяха изстреляни за търсене на доказателства за ядрени тестове, които се провеждат в космоса. Така през 60-те години имаше тревога и от двете страни - руснаците и американците - притесняваме се, че противоположната страна може да изпробва ядрено оръжие някъде в космоса. И така имаше договор за забрана на пробите, който забрани това и тогава бяха пуснати различни сателити, за да могат да открият подписа на тези тестове. И тези тестове биха дали подпис, че биха били изблици на гама лъчи. И така сателитите бяха изстреляни да търсят това. Те всъщност никога не са виждали гама лъчи от ядрени тестове, но това, което са открили, са тези много ярки експлозии, които се случват никъде в Слънчевата система. Не е свързано с нещо, което се случва, което е очевидно; всъщност не е Луната или някоя от планетите или нещо подобно. И така това бяха първите открити изблици на гама лъчи.
През повечето следващи 20 или 30 години това беше наистина всичко, което знаехме за тях; тези странни необясними проблясъци на високоенергийно излъчване. Това е светлина с дължина на вълната, много по-къса от рентгеновите лъчи, които използват медицинските изображения. И им беше много трудно поради това да ги определят. Така че ние наистина не знаехме къде се намират, дали са някъде близо до нас или дали са много далеч. И тогава, в края на 90-те години, най-накрая успяхме да определим произхода им чрез оптични емисии, чрез нормална светлина и това показа, че те са невероятно ярки експлозии, които се случват в далечната Вселена, така че вие говорите за това да гледате обратно само на няколкостотин милиона години след Големия взрив - 95% от пътя назад през епохата на Вселената.
И така, това беше нещо като първи пробив. И след това през следващите няколко години се разбра, че тези изблици на гама лъчи всъщност са причинени от колапса на много масивна звезда. Така че, когато говорите много масово, всъщност говорите около 20-30 пъти по-тежко от Слънцето. И това, което се случва с тези звезди е, че те изгарят или се запалват с водород в по-тежки елементи в своите ядра. И в крайна сметка този процес спира, те попадат в себе си, образуват черна дупка и именно този процес създава спукване на гама лъчи.
Фрейзър: Това звучи много подобно на процеса на експлозия на свръхнова. И така, каква е разликата?
Д-р Леван: Всъщност много избухвания на гама лъчи са експлозии на свръхнови. Така че те са просто подмножество на свръхнови. Суперновите се случват, когато звездите са по-масивни, които са 8 пъти по-големи от масата на Слънцето, изтичат ядрено гориво и се сриват, но през повечето време те образуват неутронна звезда, а не черна дупка. Сега неутронната звезда е просто малко по-малко екстремен обект, но все още е много екстремен. И така тя е повече или по-малка от масата на Слънцето, но се разпадна в регион, разположен само на 10 мили. Но това, което се случва там, е, че всъщност получавате много по-малко енергия. И така, когато имате тези много масивни звезди, които стават изблици на гама лъчи, енергията от тези гама лъчи се пуска в струя. Така че е като маркуч, който е насочен право към вас, и всъщност излиза извън полюсите на звездата в двата края. Осветява небето като много ярък източник. Но той осветява може би няколко процента от небето. Именно там се излъчват гама лъчи и именно това прави избухването на гама лъчи. И само няколко вида свръхнови са тези, които създават както черните дупки, така и необходимите условия за създаване на струя са тези, които създават избухване на гама лъчи. И тогава избликванията на гама лъчи са много по-ярки от нормалните свръхнови, които виждаме.
Фрейзър: И да сте наблизо, това е доста опасно място. Колко е рисковано и колко далеч е сферата на унищожаването?
Д-р Леван: Хората говорят за свръхнови и говорят за изблици на гама лъчи като опасни за Земята. За свръхнова наистина трябва да е много близо; тя трябва да бъде на около 10 парсека от нас (или 30 светлинни години). Наистина няма много звезди в това. Сега с избухванията на гама лъчи е толкова по-светещ, че може да бъде на 30 или 40 000 светлинни години от нас. Значи това е на половината от цялата галактика. Ако човек излезе в центъра на галактиката и удари Земята, тогава това би било невероятно опасно нещо за нас. Защото това, което ще се случи е, че високоенергийното излъчване ще ни удари, ще йонизира високата атмосфера и ще създаде много нови, доста противни, азотни оксиди, които биха създали киселинен дъжд. Това би унищожило озоновия слой и в същото време би осеяло страната на Земята, обърната към него, с невероятно висока доза ултравиолетова радиация.
Фрейзър: Ако едно от тях изчезне във вашата галактика, това е огромна неуспех за живота. Не мога да си представя много, което би могло да издържи на това, освен микробния живот под земята.
Д-р Леван: Да, абсолютно, наистина е така. Въздействието за нас е, че ще имате доста парадоксална ситуация, че азотните оксиди, създадени в атмосферата, всъщност могат да блокират оптичната светлина, така че ще имате глобално охлаждане. Ще имате проблеми с фотосинтезирането на растения и подобни неща. Но в същото време, тъй като озоновият слой се разрушава, бихте имали голям поток от ултравиолетова светлина, който наистина би бил вреден за всеки живот, който се сблъска с него. И така би повлияло драстично на процеса на еволюция. Дали би било възможно да се развием достатъчно, за да живеем през това, е много малко вероятно.
Фрейзър: Смятат ли учените, че са отговорни за някои изчезващи събития в миналото?
Д-р Леван: Имаше много дискусии по този въпрос. Очевидно най-много се говори за изчезване е това на динозаврите и много хора сега вярват, че вероятно е бил удар на астероид извън Земята или нещо подобно. Със сигурност е имало събитие на изчезване преди около 400 милиона години, за което хората са говорили, че може би се дължи на спукване на гама лъчи. Очевидно е много несигурно, когато погледнете назад и се опитвате да погледнете през записа на вкаменелости, но със сигурност гамма изблици са говорили за това, че те са по-рядко срещани от свръхновите, те могат да ви повлияят върху толкова голям обемът на Земята, за който хората са говорили за минали изчезвания, дължащи се на изблици на гама лъчи
Фрейзър: Добре, сега ми бяха обещани добри новини. Поставете го върху мен.
Д-р Леван: Това, което направихме, е да проучим много от тези изблици, около 40 от тях. Сега това са изблици на гама лъчи, в които можете да се отпуснете, те са толкова далеч, че всъщност е трудно да се видят дори с най-големите телескопи в света. Но това, което можем да изучим от тях, е типът галактика, в която те се случват. И така Млечният път, който е нашата галактика, се нарича великолепна дизайнерска спирала. Това е голяма голяма, много масивна галактика. Сега, когато погледнете типовете галактики, в които те са склонни да откриете, установявате, че те винаги са в тези малки, разхвърляни, много неправилни галактики с много ниска маса, които са много различни от Млечния път. И причината за това е, че Млечният път има много от това, което наричаме метали. Сега, когато астрономите говорят за метали, ние всъщност нямаме предвид неща като алуминий или желязо или подобни неща. Наистина имаме предвид нещо по-тежко от водород или хелий. И така, за да имате живот, трябва да имате въглерод и кислород и такива неща, които са много редки в малките галактики, при които изгарянето на гама лъчи изчезва. И така, това, което осъзнавате, когато го погледнете, е, че малките галактики са жизненоважни за създаването на изблици на гама лъчи, защото това, което ви трябва по принцип, е много масивни звезди, които образуват черни дупки, и е много по-лесно да направите това в тези малки галактики, които имат много малко метали. И това, което по същество означава, е, че макар да сме го имали в миналото, изблици на гама лъчи просто не се случват в галактики като нашата собствена.
Фрейзър: Знам, че някои скорошни изследвания ни показват области, образуващи звезди в близките сателитни галактики до Млечния път, които изграждат звезди, които са 50-80 пъти по-големи от масата на Слънцето, така че тези добри кандидати или има нещо за по-тежки елементи?
Д-р Леван: Да, така че има нещо много специфично в по-тежките елементи. Когато имате по-тежки елементи в звезда, това всъщност влияе еволюцията на звездата много фундаментално. И така, това, което се случва е, че тези тежки елементи имат това, което наричаме звездни ветрове; доста силни звездни ветрове. И това означава, че те изтласкват целия материал, който е извън тях. Така че въпреки че започват живота си като много масивни звезди, до края на живота си, те всъщност са загубили голяма част от тази маса, че вече не са достатъчно масивни, за да образуват черни дупки. И така те всъщност образуват тези неутронни звезди като нормални свръхнови. Така че има много малко съмнение, че тези масивни звезди, които виждате, и масивните звезди, които виждате, ще образуват свръхнове, защото те са много по-далеч, те не ни заплашват. И поради звездните си ветрове, те ще загубят толкова голяма част от масата си, че не могат да правят черни дупки и не могат да правят изблици на гама лъчи.
Фрейзър: Тъй като всички изблици на гама лъчи са били наблюдавани във Вселената, почти като функция на възрастта - като погледнете по-далеч, вие гледате назад във времето. Преди имахме изблици на гама лъчи, но те просто не се случват вече.
Д-р Леван: Да, много. Очевидно, когато звездите се развиват, вие правите първото си поколение звезди. Всички метали, всички атоми, които виждате около себе си, в тялото си, в сградата и всичко подобно, са направени от експлозии на свръхнови в миналото. Те обогатяват всичко около себе си и тогава има друго поколение звезди, които се правят от това и т.н. И така, когато погледнете назад във Вселената, имало по-малко от тези метали наоколо и по-малко от тези тежки елементи и затова ранната Вселена е много по-обещаващо място за търсене на изблици на гама лъчи от Вселената, както виждаме сега където само избухвания на гама лъчи се случват в малки галактики, където не е имало толкова много звездни образувания от толкова дълго време, колкото в Млечния път.
