Утисак уметника о гама зраку који експлодира у близини Земље. Кликните за увећање.
Живимо у опасном Универзуму. На листу додајте рафале гама зрака - оне најмоћније експлозије у Универзуму. Чак и 10 секунди зрачења услед једног од ових догађаја представљало би смртоносни повратак животу на Земљи. Пре него што почнете да тражите другу планету на којој ће живети, доктор Ендрју Леван са Универзитета Хертфоршир је овде да објасни могућности експлозије у близини. Изгледа да су нам шансе у корист.
Послушајте интервју: Сигурни смо од гама Раи Бурстс-а (6,0 МБ)
Или се претплатите на Подцаст: универсетодаи.цом/аудио.кмл
Шта је Подцаст?
Фрасер Цаин: Сада желим да научим колико сам сигуран од експлозија гама зрака, али прво да ли можете да објасните шта су ове експлозије?
Др Андрев Леван: Прсата гама зрака била је заиста мистерија током последњих 30 година. Први су их открили 1967. године сателити који су покренути у потрази за доказима нуклеарних тестова у свемиру. Тако су током шездесетих година постојале обе бриге - Руси и Американци - забринути смо да би супротна страна могла тестирати нуклеарно оружје негде у свемиру. И тако је постојао уговор о забрани тестирања који је забранио ово и тада су покренути разни сателити како би могли да открију потпис ових тестова. И ови тестови би дали потпис да би то били рафали гама зрака. И тако су сателити покренути да би ово тражили. Никада нису видели никакве гама зраке из нуклеарних тестова, али оно што су пронашли биле су ове врло светле експлозије које се нигде нису дешавале у Сунчевом систему. Није повезано са нечим што се догађало што је било очигледно; уствари Месец или било која од планета или нешто слично. И то су били први откривени рафали гама зрака.
Већину следећих 20 или 30 година то је било стварно све што смо знали о њима; ови чудни необјашњиви бљескови високог енергетског зрачења. Ово је светло са таласним дужинама много краћим од рендгенских зрака које користе медицинске слике. И били су врло тешки због тога да их утврде. Тако да стварно нисмо знали где су, било да су негде близу нас или да ли су далеко. И онда смо крајем 1990-их коначно успели да прецизирамо њихово порекло оптичким емисијама, нормалном светлошћу, и то је показало да су то невероватно сјајне експлозије које се догађају у далеком Универзуму, тако да говорите о томе да гледате уназад само према неколико стотина милиона година након Великог праска - 95% пута назад кроз старост Универзума.
То је био први пробој. А онда се током наредних неколико година схватило да су ови гама зраци заправо изазвани падом веома масивне звезде. Дакле, када говорите врло масивно, заправо говорите о 20-30 пута тежини од Сунца. А оно што се догађа с овим звездама је да они сагоревају или спајају водоник у теже елементе у својим језграма. И на крају се тај процес заустави, они падају у себе, формирају црну рупу, а то је онај процес који ствара пуцање гама зрака.
Фрасер: То звучи врло слично процесу експлозије супернове. Па, у чему је разлика?
Др Леван: Заиста, многи експлозије гама зрака су експлозије супернове. Дакле, они су само подскуп супернове. Супернове се дешавају када звезде које су веће од 8 пута веће од масе Сунца нестану и распадају се, али већину времена формирају неутронску звезду, а не црну рупу. Сада је неутронска звезда само нешто мање екстремни предмет, али је ипак врло екстремна. И тако је то мање или више маса Сунца, али срушила се на подручје удаљено само 10 миља. Али тамо се догађа да заправо добијате пуно мање енергије. И тако, када имате ове врло масивне звезде које постану пукотине гама зрака, енергија из тих гама зрака се покреће у млазу. Дакле, то је као да је црев уперен равно у вас, и у основи иде према половима звезде на било којем крају. Осветљава небо као веома светао извор. Али он осветљава можда неколико процената неба. И ту се емитују гама зраци, и то је оно због чега гама зрак пукне. И само неколико врста супернове су оне које стварају и црне рупе и потребне услове за стварање млаза су оне које стварају пуцање гама зрака. А тада су гама зраци много свјетлији од нормалних супернова које видимо.
Фрасер: А бити у близини ових је прилично опасних места. Колико је ризично и колико је далеко сфера уништења?
Др Леван: Људи говоре о суперновама и говоре о рафалима гама зрака као опасним за Земљу. За супернову то заиста мора бити врло близу; мора бити унутар отприлике 10 парсекса од нас (или 30 светлосних година). У томе нема заиста много звезда. Сада су рафали гама зрака толико блиставији да би могли бити удаљени 30 или 40.000 светлосних година од нас. Дакле, то је на пола пута галаксије. Ако би неко отишао у средиште галаксије и погодио Земљу, онда би то била невјеројатно опасна ствар за нас. Јер оно што би се догодило да би нас погодило зрачење високе енергије ионизирало би високу атмосферу и створило пуно нових, прилично гадних, азотних оксида који би створили киселе кише. Уништио би озонски омотач, а истовремено би осабао страну Земље окренуту према њему са невероватно великом дозом ултраљубичастог зрачења.
Фрасер: Ако једно од ових нестане у вашој галаксији, то је велика препрека за живот. Не могу замислити много тога што би то могло да издржи, осим живота микроба у подземљу.
Др Леван: Да, апсолутно, заиста јесте. Утицај на нас је у томе што бисте имали прилично парадоксалну ситуацију да би азотни оксиди створени у атмосфери заправо могли да блокирају оптичку светлост, тако да бисте имали глобално хлађење. Имали бисте проблема са фотосинтезирањем биљака и сличним стварима. Али истовремено, с обзиром да уништавате озонски омотач, имали бисте велики проток ултраљубичастог светла који би заиста могао да нанесе штету било којем животу који се нашао у њему. И тако би драстично утицало на процес еволуције. Да ли би било могуће да се довољно развијамо да бисмо проживели то, мало је вероватно.
Фрасер: Да ли научници мисле да су то одговорни за неке догађаје изумирања у прошлости?
Др Леван: Било је доста дискусија о томе. Очигледно о изумирању највише се прича о диносаурусима, а многи људи сада верују да је вероватно био астероид погодан изван Земље или нешто слично. Сигурно је било догађаја изумирања пре око 400 милиона година, о којима су људи говорили да је можда последица пуцања гама зрака. Очигледно је да је врло несигурно када се осврнете и покушавате да погледате кроз фосилне записе, али сигурно се причало о рафалима гама зрака због чињенице да су ређе него супернове, али могу да утичу на тако велику волумен Земље за коју су људи говорили да су изумирања настала услед експлозија гама зрака.
Фрасер: У реду, сад су ми обећане добре вести. Гледај у мене.
Др Леван: Оно што смо урадили је да проучавамо пуно ових рафала, око 40 њих. Сада су то гама зраци на којима можете да се опустите, толико су далеко да их је тешко видјети чак и са највећим телескопима на свету. Али оно што можемо из њих изучити је тип галаксије у којој се догађају. И тако се Млечни пут, која је наша галаксија, назива велика дизајнерска спирала. То је велика, веома масивна галаксија. Сада кад погледате врсте галаксија у којима се обично јављају, установите да су оне увек у овим малим, неуредним, веома неправилним галаксијама које имају врло малу масу, а које нису у поређењу са Млечним путем. А разлог за то је што Млечни пут има пуно онога што називамо металима. Када астрономи говоре о металима, ми заправо не мислимо на ствари попут алуминијума или гвожђа или такве ствари. Заиста мислимо на нешто теже од водоника или хелијума. А да бисте имали живот, морате имати угљеник и кисеоник и сличне ствари које су веома ретке у малим галаксијама које одскачу гама зраке. Дакле, оно што схватите када гледате то је да су мале галаксије од виталног значаја за стварање гама зрачења, јер оно што вам је у основи потребно су врло масивне звезде које формирају црне рупе, а много је лакше то учинити у овим малим галаксијама које имају врло мало метали. А то у суштини значи да иако смо то имали у прошлости, гама зраци се једноставно не догађају у галаксијама попут наше.
Фрасер: Знам да нам недавна истраживања показују да неке регије које формирају звезде у оближњим сателитским галаксијама до Млечног пута које граде звезде које су 50-80 пута веће од Сунца, тако да су они добри кандидати или постоји нешто у вези са тежи елементи?
Др Леван: Да, тако да постоји нешто веома специфично у тежим елементима. Када имате теже елементе у звезди, она заправо утиче на развој звезде у основи. И тако се догађа да ови тешки елементи имају оно што називамо звјездани вјетрови; прилично јаки звездани ветрови. А то значи да гурају сав материјал који је ван њих. Иако започињу свој живот као врло масивне звезде, кад су окончали свој живот, заправо су изгубили већи део те масе који више нису довољно масивни да формирају црне рупе. И зато заправо формирају ове неутронске звезде као нормалне супернове. Дакле, врло је мало сумње да ће ове огромне звезде које видите и огромне звезде које стварају регионе које видите формирати супернове, јер су много даље, не претњу за нас. И због својих звјезданих вјетрова, изгубит ће толико масе да не могу направити црне рупе и не могу правити експлозије гама зрака.
Фрасер: С обзиром на то да су сви рафали гама зрака виђени широм Универзума, да ли је то готово као функција старости - док гледате даље, гледате назад у време. Имали смо рафале гама зрака, али они се више не догађају.
Др Леван: Да, баш тако. Очигледно је да, како се звезде развијају, ви направите своју прву генерацију звезда. Сви метали, сви атоми које видите око себе, у вашем телу, у згради и слично, направљени су од експлозије супернове у прошлости. Они обогаћују све око себе, а онда је од њих направљена још једна генерација звезда и тако даље. И тако, када погледате уназад у Универзум, било је мање ових метала около, а мање тих тешких елемената, па је рани Универзум много обећаваније место за потрагу за експлозијама гама зрака од Универзума као што то сада видимо где се у малим галаксијама дешавају само гама зраци, где толико дуго није било формирања звезда као што је то био у Млечном путу.
