Kur Toka do të kapërcehet nga një shpërthim i rrezeve gama dhe pse të gjitha gjallesat do të vdesin

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2023-12-16 16:16

Siç shkruan Plait në Death From Above, një shpërthim i rrezeve gama është ngjarja më e habitshme që nga Big Bengu. Asnjë shpërthim i tillë nuk përsërit një tjetër, por të gjitha lindin për shkak të katastrofave të shkallës galaktike: kur yjet shumë të mëdhenj vdesin, duke pushuar së "digjeni" dhe shembur nën ndikimin e gravitetit të tyre ose, me sa duket, për shkak të përplasjes së dy yjeve neutron. (objekte në madhësinë e qytetit, por me një masë, si një ose dy Diej).

Në raste të tilla, energjia nxirret jo në mënyrë të barabartë në të gjitha drejtimet, por në rrezet e drejtuara. Kjo ngjarje është aq madhështore sa ndonjëherë mund të shihet me sy të lirë për miliarda (!) vite dritë. Çfarë do të ndodhë nëse një rreze e tillë godet Tokën?

Le të supozojmë se GRB ka ndodhur shumë afër: 100 vite dritë larg. Edhe në një distancë kaq të afërt, diametri i rrezes së shpërthimit të rrezeve gama do të ishte gjigant, 80 trilion km. Kjo do të thotë se e gjithë Toka, i gjithë sistemi diellor do të gëlltitet prej saj, si një plesht rëre i kapur nga një cunami.

Për fat të mirë, GRB-të janë relativisht jetëshkurtër, kështu që rrezja do të na godasë në më pak se një sekondë deri në disa minuta. Shpërthimi mesatar zgjat rreth dhjetë sekonda.

Kjo nuk është e gjatë në krahasim me rrotullimin e Tokës, kështu që rrezja do të godiste vetëm një hemisferë. Hemisfera e dytë do të ishte relativisht e sigurt … të paktën për ca kohë. Pasojat më të tmerrshme do të ishin në vendet drejtpërdrejt nën shpërthimin e rrezeve gama (ku ndezja do të ishte e dukshme drejtpërdrejt lart, në zenit), dhe minimale ku shpërthimi do të ishte i dukshëm në horizont. Por megjithatë, siç do ta shohim, asnjë vend në Tokë nuk do të ishte plotësisht i sigurt.

Energjia e shfrenuar që do të hidhej në Tokë është dërrmuese. Kjo është më shumë se makthet më të këqija të Luftës së Ftohtë: është si të shpërthejë një bombë bërthamore një megaton nga ana e një shpërthimi të rrezeve gama mbi çdo 2.5 km2 të planetit. Kjo (ndoshta) nuk mjafton për t'i bërë oqeanet të ziejnë ose për të shqyer atmosferën nga Toka, por shkatërrimi do të ishte përtej të kuptuarit.

Mbani në mend, e gjithë kjo është nga një objekt i vendosur në një distancë prej 900 trilion km.

Kushdo që shikon qiellin në kohën e ndezjes mund të verbohet, megjithëse kulmi i shkëlqimit në diapazonin e dukshëm ndoshta do të arrihej vetëm pas disa sekondash - mjaftueshëm për t'u dridhur dhe për t'u larguar. Jo se ka ndihmuar shumë.

Ata që në atë moment do të ishin kapur në rrugë do të kishin probleme të mëdha. Edhe nëse nuk do të ishin djegur nga nxehtësia - dhe do të ishin djegur - ata do të kishin marrë menjëherë një djegie fatale nga një rrjedhë e madhe e rrezatimit ultravjollcë. Shtresa e ozonit do të shkatërrohej fjalë për fjalë në çast dhe rrezatimi UV nga rrezet gama dhe Dielli do të arrinin lirshëm në sipërfaqen e Tokës, duke e bërë atë, si dhe oqeanet, djerrë në një thellësi prej disa metrash.

Dhe kjo është vetëm nga rrezatimi UV dhe nxehtësia. Duket mizore të përmendësh edhe efektet shumë, shumë më të këqija të ekspozimit ndaj rrezeve gama dhe rrezeve X.

Në vend të kësaj, le të devijojmë pak. Shpërthimet e rrezeve gama janë tepër të rralla. Ndërsa ato me shumë mundësi ndodhin disa herë në ditë diku në univers, vetë universi është shumë i madh. Aktualisht, probabiliteti që njëri prej tyre të ndodhë në një distancë prej 100 vjet dritë nga ne është zero. E përsosur, zero absolute. Nuk ka absolutisht asnjë yll pranë nesh që, në parim, mund të gjenerojnë një shpërthim të rrezeve gama. Kandidati më i afërt i supernovës është më larg, dhe GRB-të janë shumë më të rralla se supernova.

Ndihesh më mirë? Mirë. Tani le të provojmë një qasje më realiste. Cili është kandidati më i afërt për burimet e shpërthimit të rrezeve gama?

Në qiellin e hemisferës jugore ka një yll të pavëmendshëm për syrin e lirë. Quhet Eta Carinae, ose thjesht Eta, një yll i zbehtë në një turmë yjesh më të shndritshëm. Megjithatë, drita e saj e zbehtë po mashtron, duke fshehur pas saj tërbimin e saj. Është në fakt rreth 7500 vite dritë larg - në fakt, ylli më i largët që mund të shihet me sy të lirë.

Vetë ylli (në fakt, Eta mund të jetë një sistem binar, dy yje që rrotullohen rreth njëri-tjetrit. Materiali që rrethon yllin jep aq shumë shkëlqim dhe ndërhyrje sa astronomët nuk janë ende njëqind për qind të sigurt) është një përbindësh: masa e tij mund të jetë 100 herë më shumë se masa e Diellit ose më shumë, dhe lëshon 5 milionë herë më shumë energji se Dielli - në një sekondë ai lëshon aq dritë sa Dielli do të lëshojë në dy muaj. Herë pas here, Eta ka spazma dhe nxjerr sasi të mëdha materie. Në 1843, ajo pati një konfiskim kaq të dhunshëm sa u bë ylli i dytë më i ndritshëm në qiell, edhe në një distancë kaq të madhe. Ai hodhi jashtë sasi gjigante të lëndës më të madhe se dhjetë herë masa e Diellit me shpejtësi mbi 1.5 milion km / orë. Sot ne shohim pasojat e atij shpërthimi në formën e dy reve të mëdha të lëndës divergjente, të ngjashme me goditjen e një arme hapësinore. Ajo ngjarje ishte pothuajse po aq e fuqishme sa supernova.

Eta ka të gjitha shenjat dalluese të një GRB të afërt. Me siguri do të shpërthejë si një supernova, por nuk dihet nëse do të jetë një shpërthim i rrezeve gama të tipit hipernova apo jo. Duhet të theksohet gjithashtu se nëse shpërthen dhe lëshon një shpërthim të rrezeve gama, orientimi i këtij sistemi është i tillë që rrezja nuk do të godasë Tokën. Ne mund ta përcaktojmë këtë nga gjeometria e reve të gazit të nxjerra gjatë kapjes së vitit 1843: pjesët e gazit të fryrë janë anuar në lidhje me ne në një kënd prej rreth 45 °, dhe çdo shpërthim i rrezeve gama do të drejtohej përgjatë këtij boshti. Më lejoni të shpjegoj më konkretisht: në një periudhë afatshkurtër apo edhe afatmesme, shpërthimi i rrezeve gama nga Eta apo gjetkë nuk na kërcënon.

Por është ende interesante të mendosh "po sikur". Po sikur Eta të na kishte vënë në shënjestër dhe të kthehej në një hipernova? Çfarë do të ndodhte atëherë?

Përsëri, asgjë e mirë. Përkundër faktit se nuk do t'i afrohej as Diellit në shkëlqim, do të ishte po aq i ndritshëm sa Hëna, ose edhe dhjetë herë më i shndritshëm. Ju nuk mund ta shikonit atë pa dridhur sytë, por ai shkëlqim do të zgjaste vetëm disa sekonda ose minuta, kështu që ndoshta nuk do të kishte ndonjë dëm afatgjatë në ciklet e jetës së florës ose faunës.

Rrezja ultravjollcë do të ishte intensive, por e shkurtër. Njerëzit jashtë do të pësonin djegie të moderuar nga dielli, por ka të ngjarë të mos ketë rritje statistikisht domethënëse në incidencën e kancerit të lëkurës në të ardhmen.

Por me gama dhe rrezet X, situata është krejtësisht e ndryshme. Atmosfera e Tokës do të thithte këto lloj rrezatimi dhe pasojat do të ishin shumë më të këqija sesa në rastin e një supernova aty pranë.

Pasoja më e drejtpërdrejtë do të ishte një impuls elektromagnetik i fuqishëm, shumë më i fuqishëm se ai i gjeneruar në Hawaii gjatë testeve bërthamore të pajisjes Starfish Prime. Në këtë rast, EMP (pulsi elektromagnetik - përafërsisht TASS) do të shkatërronte menjëherë çdo pajisje elektronike të pambrojtur në atë hemisferë të Tokës, e cila drejtohej drejt shpërthimit. Kompjuterët, telefonat, aeroplanët, makinat, çdo objekt me elektronikë do të pushonin së punuari. Kjo vlen edhe për sistemet energjetike: rryma të mëdha do të injektohen në linjat e energjisë, duke shkaktuar mbingarkimin e tyre. Njerëzit do të ishin pa energji elektrike dhe pa asnjë mjet komunikimi në distanca të gjata (gjithsesi pajisjet e të gjithë satelitëve do të ishin djegur nga rrezatimi gama). Kjo nuk do të ishte thjesht një shqetësim, sepse do të thotë se spitalet, zjarrfikësit dhe shërbimet e tjera të urgjencës do të ishin gjithashtu pa energji elektrike.

Por, siç do ta shohim në një moment, mund të mos kemi nevojë për shërbime emergjente …

Pasojat për atmosferën e Tokës do të ishin të rënda. Shkencëtarët po studiojnë nga afër këtë situatë. Duke përdorur të njëjtat modele të përshkruara në Kapitullin 3, dhe duke supozuar se GRB e kishte origjinën në distancën e Eta-s, ata përcaktuan se cilat do të ishin pasojat. Dhe këto pasoja nuk janë aspak inkurajuese.

Shtresa e ozonit do të goditet fort. Rrezet gama nga shpërthimi do të shkatërronin plotësisht molekulat e ozonit. Shtresa e ozonit në mbarë botën do të reduktohej mesatarisht me 35%, dhe në disa rajone të zgjedhura do të reduktohej me më shumë se 50%. Kjo është tepër e dëmshme në vetvete - ki parasysh, problemet tona aktuale të ozonit shkaktohen nga një rënie relativisht e vogël, vetëm 3% ose më shumë.

Pasojat e kësaj janë shumë afatgjata dhe mund të zgjasin me vite – edhe pas pesë vitesh, shtresa e ozonit mund të mbetet 10% më e hollë. Gjatë kësaj kohe, rrezatimi UV nga Dielli do të ishte më intensiv në sipërfaqen e Tokës. Mikroorganizmat që formojnë shtyllën kurrizore të zinxhirit ushqimor janë shumë të ndjeshëm ndaj tij. Shumë do të vdisnin, duke çuar në zhdukjen eventuale të specieve të tjera më të larta në zinxhirin ushqimor.

Si përfundim, dioksidi i azotit në kafe të kuqërremtë i krijuar nga shpërthimi i rrezeve gama nga Eta Carina (shih Kapitujt 2 dhe 3) do të reduktonte ndjeshëm sasinë e dritës së diellit që arrin në Tokë.

Pasojat e sakta të kësaj është e vështirë të përcaktohen, por duket se një ulje e sasisë së dritës së diellit në të gjithë Tokën me disa për qind (dioksidi i azotit do të përhapet në të gjithë atmosferën) do të çonte në një ftohje të konsiderueshme të Tokës dhe me sa duket mund të bëhet një faktor iniciues për epokën e akullit.

Përveç kësaj, do të kishte mjaft acid nitrik në përzierjen kimike që do të përfaqësonte shiu acid, dhe kjo teorikisht do të kishte pasoja shkatërruese për mjedisin.

Më pas, ka një problem me grimcat nënatomike (rrezet kozmike) nga shpërthimi. Se çfarë dëmi do të kishte qenë prej tyre nuk dihet konkretisht. Por, siç diskutuam në kapitujt 2 dhe 3, grimcat me energji të lartë mund të kenë një shumëllojshmëri të gjerë pasojash në Tokë. Një shpërthim i rrezeve gama 7500 vite dritë larg do të dërgonte një numër të madh grimcash nënatomike në atmosferën tonë dhe ato do të fluturonin me një shpejtësi pak më të vogël se shpejtësia e dritës. Vetëm pak orë pasi u shfaq shpërthimi, ata tashmë do të kishin shpërthyer në atmosferën tonë, duke derdhur një dush muonësh. Ne vëzhgojmë vazhdimisht muonet që vijnë nga hapësira, por në sasi të vogla. Megjithatë, një GRB aty pranë do të gjeneronte një masë muonësh. Një grup astronomësh llogariti se deri në 46 miliardë muone për cm2 do të binin në sipërfaqen e Tokës në të gjithë hemisferën e shpërthimit. Diçka që merrni nga kjo, atëherë thjesht mbani mend se një shpërthim afër rrezatimi gama është i keq - shënimi i autorit). Duket se kjo është shumë - mirë, po, është. Këto grimca do të dalin nga qielli dhe do të përthithen nga çdo gjë që i pengon. Duke marrë parasysh se sa mirë indet e trupit mund të thithin muonet, astronomët që kryen llogaritjen zbuluan se një person i pambrojtur do të merrte një dozë rrezatimi dhjetëra herë më të lartë se doza vdekjeprurëse. Fshehja nuk do të ndihmojë shumë: muonët mund të depërtojnë në ujë në një thellësi prej gati 2 km dhe deri në 800 m në shkëmbinj! Prandaj, pothuajse e gjithë jeta në Tokë do të ndikohej.

Pra, hollimi i ozonit nuk do të ishte aq i madh. Në kohën kur u bë problem, shumica e kafshëve dhe bimëve në Tokë do të kishin vdekur shumë kohë më parë.

Ky është skenari i makthit i përshkruar në fillim të këtij kapitulli. Megjithatë, para se të filloni të frikësoheni, mbani mend: shpërthimi i mundshëm i rrezeve gama të Eta Carina me siguri nuk do të drejtohet në drejtimin tonë. Por para se të përfundojmë, do të them se ekziston një tjetër paraardhës i mundshëm i shpërthimit të rrezeve gama, të cilin duhet ta mbajmë mend. Quhet WR 104 dhe rastësisht është afërsisht në të njëjtën distancë nga ne si Eta. WR 104 është një sistem binar, një nga yjet e të cilit është një bishë masive e fryrë që i afrohet fundit të jetës së saj. Mund të shpërthejë, duke lëshuar një shpërthim të rrezeve gama, dhe mund të jetë pak a shumë drejt nesh, por të dyja këto supozime janë të pasakta. Sipas të gjitha gjasave, as ky përbindësh nuk na kërcënon, por vlen të përmendet.