Menininko įspūdis apie sprogusį gama spindulį sprogo netoli Žemės. Spustelėkite norėdami padidinti.
Mes gyvename pavojingoje Visatoje. Dabar į sąrašą įrašykite gama spindulių bangas - tuos galingiausius sprogimus Visatoje. Net 10 sekundžių radiacijos nuo vieno iš šių įvykių būtų mirtinas gyvybės Žemėje atkirtis. Prieš pradėdamas ieškoti kitos planetos, kurioje gyventi, dr. Andrew Levanas iš Hertforshire universiteto yra čia, kad paaiškintų netoliese esančio sprogimo tikimybes. Panašu, kad šansai yra mūsų naudai.
Klausykite interviu: Esame saugūs nuo gama spindulių pliūpsnių (6,0 MB)
Arba užsiprenumeruokite „Podcast“: universetoday.com/audio.xml
Kas yra „Podcast“?
„Fraser Cain“: Dabar aš noriu sužinoti, ar esu saugus nuo gama spindulių sprogimo, bet pirmiausia galėtum papasakoti aiškintojui, kas yra šie sprogimai?
Dr Andrew Levanas: Gama spindulių pliūpsniai iš tiesų buvo paslaptis didžiąją dalį pastaruosius 30 metų. Pirmą kartą juos atrado 1967 m. Palydovai, kurie buvo paleisti ieškoti kosmose vykstančių branduolinių bandymų įrodymų. Taigi septintajame dešimtmetyje abi šalys - rusai ir amerikiečiai - nerimavo, mes nerimaujame, kad priešinga pusė galbūt bandys branduolinius ginklus kažkur kosmose. Taigi buvo sudaryta bandymų uždraudimo sutartis, kuri tai uždraudė, ir tada buvo paleisti įvairūs palydovai, kad būtų galima aptikti šių testų parašą. Ir šie testai būtų davę parašą, kuris būtų buvęs gama spindulių sprogimas. Taigi to ieškoti buvo paleisti palydovai. Jie iš tikrųjų niekada nematė jokių gama spindulių iš branduolinių bandymų, tačiau jie nustatė, kad tai buvo labai ryškūs sprogimai, kurie niekur neįvyko Saulės sistemoje. Nesiejamas su niekuo, kas vyko, kas buvo akivaizdu; tikrai ne Mėnulis ar kuri nors iš planetų ar kažkas panašaus. Taigi tai buvo pirmieji aptikti gama spindulių sprogimai.
Daugelį ateinančių 20 ar 30 metų tai buvo viskas, ką mes apie juos žinojome; šie keistai nepaaiškinami didelės energijos spinduliuotės blyksniai. Tai yra šviesa, kurios bangos ilgis yra daug trumpesnis nei rentgeno spinduliai, kuriuos naudoja medicininiai vaizdai. Dėl to juos buvo sunku nustatyti. Taigi mes tikrai nežinojome, kur jie yra, ar jie buvo šalia mūsų, ar jie buvo toli. Ir tada dešimtojo dešimtmečio pabaigoje mums pagaliau pavyko tiksliai nustatyti jų kilmę optiniais spinduliais, normalia šviesa, ir tai parodė, kad tai buvo neįtikėtinai ryškūs sprogimai, nutikę tolimoje Visatoje, todėl jūs kalbate apie žvilgsnį atgal tik į keli šimtai milijonų metų po Didžiojo sprogimo - 95% kelio atgal per Visatos amžių.
Taigi, tai buvo tarsi pirmasis proveržis. Ir tada per kelerius ateinančius metus buvo suprantama, kad šiuos gama spindulių sprogimus iš tikrųjų sukėlė labai masyvios žvaigždės griūtis. Taigi, kai jūs kalbate labai masiškai, jūs iš tikrųjų kalbate apie 20–30 kartų sunkiau nei Saulė. O kas nutinka su šiomis žvaigždėmis, jos degina arba lydo vandenilį į sunkesnius elementus jų šerdyje. Ir galiausiai tas procesas sustoja, jie patenka į save, sudaro juodąją skylę ir būtent tas procesas sukuria gama spindulių sprogimą.
Fraseris: Tai skamba labai panašiai kaip supernovos sprogimo procesas. Taigi, koks skirtumas?
Dr Levanas: Na, iš tikrųjų daugelis gama spindulių sprogimų yra supernovos sprogimai. Taigi jie yra tik supernovos pogrupis. Supernova įvyksta tada, kai daugiau nei 8 kartus didesnės nei Saulės masės žvaigždės sunaudoja branduolinį kurą ir žlunga, tačiau dažniausiai jos sudaro neutroninę žvaigždę, o ne juodąją skylę. Dabar neutroninė žvaigždė yra tik šiek tiek mažiau ekstremalus objektas, tačiau ji vis tiek yra labai ekstremali. Taigi ji yra daugiau ar mažiau Saulės masė, tačiau sugriuvo į regioną, kurio skersmuo tik 10 mylių. Bet kas nutinka, kad iš tikrųjų išeikvojate daug mažiau energijos. Taigi, kai jūs turite šias labai masyvias žvaigždes, kurios tampa gama spindulių sprogo, energija iš šių gama spindulių paleidžiama srove. Taigi tai yra tarsi žarna, nukreipta tiesiai į jus, ir ji iš esmės išlenda iš žvaigždės polių abiejuose galuose. Tai apšviečia dangų kaip labai ryškų šaltinį. Bet tai apšviečia tik kelis procentus dangaus. Ir būtent ten sklinda gama spinduliai, ir dėl to sprogo gama spindulys. Tik kelios supernovų rūšys sukuria juodąsias skylutes ir būtinas sąlygas reaktyvinei srovei sukurti yra tos, kurios sukuria gama spindulį. Tada gama spinduliuotės bangos yra daug ryškesnės nei įprastos supernovos, kurias matome.
Fraseris: Ir būti šalia yra gana pavojinga vieta, kur būti. Kiek tai rizikinga ir kiek toli yra sunaikinimo sritis?
Dr Levanas: Žmonės kalba apie supernovas ir apie gama spindulių bangas kaip apie pavojingas Žemei. Jei norite supernovos, ji tikrai turi būti labai arti; tai turi būti maždaug 10 parsekių iš mūsų (arba 30 šviesmečių). Tame tikrai nėra labai daug žvaigždžių. Dabar gama spindulių bangos yra tiek šviesesnės, kad nuo mūsų gali nutolti 30 ar 40 000 šviesmečių. Tai yra pusiaukelė per galaktiką. Jei vienas nukryptų nuo galaktikos centro ir jis atsitrenktų į Žemę, tai mums būtų nepaprastai pavojingas dalykas. Kadangi nutiktų didelės energijos spinduliuotė, ji jonizuotų aukštą atmosferą ir sukurtų daug naujų, gana nemalonių azoto oksidų, kurie sudarytų rūgštųjį lietų. Tai sunaikins ozono sluoksnį ir tuo pačiu metu dušo žemę, nukreiptą į ją, su neįtikėtinai didele ultravioletinių spindulių doze.
„Fraser“: Jei vienas iš jų užges jūsų galaktikoje, tai bus didžiulis gyvenimo nesėkmė. Neįsivaizduoju daug to, kas galėtų tai atlaikyti, išskyrus mikrobų gyvenimą po žeme.
Dr. Levanas: Taip, tikrai, tikrai. Poveikis mums yra tas, kad jums susidarys gana paradoksali situacija, kai atmosferoje sukurti azoto oksidai iš tikrųjų galėtų užblokuoti optinę šviesą, taigi, jūs visuotinai atvėstumėte. Turėtumėte problemų su augalų sintetinimu ir panašiais medžiagomis. Bet tuo pat metu dėl to, kad sunaikinate ozono sluoksnį, turėsite didelį ultravioletinės šviesos srautą, kuris tikrai sugadins bet kurią su juo susidūrusią gyvybę. Taigi tai drastiškai paveiktų evoliucijos procesą. Ar mums įmanoma pakankamai evoliucionuoti, kad tai išgyventume, labai mažai tikėtina.
Fraseris: Ar mokslininkai mano, kad tai yra atsakingi už kai kuriuos praeities išnykimo įvykius?
Dr. Levanas: Apie tai buvo daug diskutuojama. Akivaizdu, kad daugiausia kalbama apie dinozaurų išnykimą ir daugelis žmonių dabar mano, kad tai greičiausiai buvo asteroidas, nukentėjęs iš Žemės išorės, ar kažkas panašaus. Be abejo, prieš maždaug 400 milijonų metų buvo išnykimo įvykis, apie kurį žmonės kalbėjo, galbūt, tai įvyko dėl gama spindulių sprogimo. Akivaizdu, kad žiūrint atgal ir bandant peržvelgti iškastinių medžiagų įrašus, labai neaišku, tačiau tikrai buvo kalbėta apie gama spindulius, nes jie yra retesni nei supernova, jie gali jus paveikti per tokią didelę. garsumą Žemės, apie kuriuos žmonės kalbėjo apie praeities išnykimus dėl gama spindulių sprogimo.
Fraseris: Gerai, dabar man buvo pažadėta gerų naujienų. Paguldyk mane.
Dr Levanas: Tai, ką mes padarėme, yra ištirti daug šių sprogimų, apie 40 iš jų. Dabar tai yra gama spindulių pliūpsniai, kuriuos galite atsipalaiduoti. Jie yra taip toli, kad juos iš tikrųjų sunku pamatyti net ir su didžiausiais teleskopais pasaulyje. Bet ką mes galime iš jų išstudijuoti, yra galaktikos, kurioje jos vyksta, rūšis. Taigi Paukščių Takas, kuris yra mūsų galaktika, vadinamas grandiozine dizaino spirale. Tai puiki, labai masyvi galaktika. Pažvelgę į galaktikų tipus, kurie paprastai atsiranda, pastebite, kad jie visada yra šiose mažose, netvarkingose, labai netaisyklingose galaktikose, kurių masė yra labai maža, ir kurios labai nepanašios į Paukščių Taką. Priežastis ta, kad Paukščių Takas turi daug to, ką mes vadiname metalais. Dabar, kai astronomai kalba apie metalus, mes tikrai neturime omenyje tokių dalykų kaip aliuminis ar geležis ar panašūs dalykai. Mes iš tikrųjų turime omenyje bet ką sunkesnio už vandenilį ar helį. Taigi, norėdami turėti gyvybę, turite turėti anglies ir deguonies bei panašius dalykus, kurie yra labai reti mažosiose galaktikose, kuriose vyksta gama spindulių bangos. Taigi, ką jūs suprantate pažvelgę į tai, kad mažos galaktikos yra gyvybiškai svarbios kuriant gama spindulius, nes iš esmės jums reikia labai masyvių žvaigždžių, sudarančių juodąsias skylutes, ir tai padaryti yra daug lengviau tose mažose galaktikose, kurių yra labai mažai metalai. O tai iš esmės reiškia, kad nors praeityje taip ir buvo, gama spinduliuotės bangos tiesiog neįvyksta tokiose galaktikose kaip mūsų pačių.
Fraseris: Aš žinau, kad kai kurie naujausi tyrimai rodo, kad kai kurias žvaigždes formuojančius regionus netoliese esančiose Paukščių Tako palydovinėse galaktikose statome žvaigždes, kurios yra 50–80 kartų didesnės už Saulės masę, taigi, ar tie geri kandidatai, ar yra kažkas apie sunkesni elementai?
Dr Levanas: Taip, todėl yra kažkas labai specifinio apie sunkesnius elementus. Kai žvaigždėje yra sunkesnių elementų, tai iš esmės daro žvaigždės evoliuciją esminį. O kas nutinka, kad šie sunkieji elementai turi tai, ką mes vadiname žvaigždžių vėjais; gana stiprus žvaigždžių vėjas. O tai reiškia, kad jie pašalina visą medžiagą, esančią už jų ribų. Taigi, nors jie pradeda savo gyvenimą kaip labai masyvios žvaigždės, iki gyvenimo pabaigos jie faktiškai prarado didelę dalį tos masės, kad nebebuvo pakankamai masyvi, kad sudarytų juodąsias skyles. Taigi jie iš tikrųjų sudaro šias neutronines žvaigždes kaip normalias supernovas. Taigi labai mažai abejonių, kad šios matomos didžiulės žvaigždės ir masyvūs žvaigždžių formavimo regionai, kuriuos matote, suformuos supernovas, nes jie yra daug toliau, jie mums nekelia jokios grėsmės. Dėl savo žvaigždžių vėjų jie praras tiek savo masės, kad negalės padaryti juodų skylių ir nesugeba padaryti gama spindulių.
Fraseris: Kadangi visi gama spinduliuotės pliūpsniai buvo pastebėti visoje Visatoje, ar tai beveik kaip amžiaus funkcija - žvelgdami toliau, jūs žiūrite atgal į laiką. Anksčiau buvo gama spinduliuotės sprogojimai, bet jie tiesiog daugiau nebevyksta.
Dr. Levanas: Taip, labai. Akivaizdu, kad besivystant žvaigždėms jūs padarote savo pirmąją žvaigždžių kartą. Visi metalai, visi atomai, kuriuos matote aplink jus, jūsų kūne, pastate ir visa kita, yra pagaminti iš praeities supernovų sprogimų. Jie praturtina viską aplinkui, o tada yra dar viena žvaigždžių karta, kuri yra pagaminta iš to ir pan. Taigi, žvelgiant į Visatą, aplink buvo mažiau šių metalų ir mažiau šių sunkiųjų elementų, todėl ankstyvoji Visata yra daug perspektyvesnė vieta ieškoti gama spinduliuotės pliūpsnių nei Visata, kokią mes matome dabar. ten, kur tik gama spinduliuotės sprogimai vyksta mažose galaktikose, kur per tiek laiko nebuvo susiformavusi tiek žvaigždžių, kiek buvo Paukščių Take.
