אם קרוב מדי לסביבה המכילה חיים מורכבים, התפרצות קרני גאמה עלולה לאיית אבדון עבור אותם חיים. אבל האם GRBs יכולות להיות הסיבה שעדיין לא מצאנו עדויות לתרבויות אחרות בקוסמוס? כדי לעזור לענות על השאלה הגדולה "איפה כולם?" פיזיקאים מספרד וישראל צמצמו את תקופת הזמן ואת אזורי המרחב שבהם החיים המורכבים עלולים להתקיים עם סיכון נמוך להכחדה על ידי GRB.
GRBs הם כמה מהאירועים הקטקסמלמיים ביותר ביקום. האסטרופיסיקאים נדהמים מעוצמתם, שחלקם יכולים להציף את היקום כולו לרגעים קצרים. עד כה הם נותרו אירועים רחוקים להפליא. אך במאמר חדש, פיזיקאים שקלו כיצד GRBs יכולים להגביל היכן ומתי החיים יכולים להתמיד ולהתפתח, פוטנציאל לחיים אינטליגנטיים.
במאמרם, "על תפקיד GRBs על הכחדת חיים ביקום", שפורסם בכתב העת מדע, ד"ר פיראן מהאוניברסיטה העברית וד"ר ג'ימנז מאוניברסיטת ברצלונה שוקלים תחילה את מה שידוע על התפרצויות קרני גאמא. המתכות של כוכבים וגלקסיות בכללותה קשורה ישירות לתדירות ה- GRB. מתכיות היא שפע היסודות שמעבר למימן והליום בתוכן הכוכבים או הגלקסיות השלמות. יותר מתכות מורידות את תדירות ה- GRB. גלקסיות בעלות תכולת מתכת נמוכה מועדות לתדר גבוה יותר של GRB. החוקרים, בהתייחסו לעבודתם הקודמת, קובעים כי נתונים תצפיתיים הראו כי GRBs אינם קשורים בדרך כלל לקצב היווצרות הכוכבים של הגלקסיה; יצירת כוכבים, כולל מסיביים אינה הגורם המשמעותי ביותר לתדירות מוגברת של GRBs.
רצה הגורל, אנו חיים בגלקסיה גבוהה עם מתכת - שביל החלב. פיראן וג'ימנז מראים כי תדירות ה- GRB בנתיב החלב נמוכה יותר על סמך הנתונים העדכניים ביותר. אלה החדשות הטובות. משמעותי יותר הוא המיקום של מערכת סולארית בתוך שביל החלב או כל גלקסיה.
בעיתון נכתב כי יש סיכוי של 50% ל קטלני GRB התרחש בקרבת כדור הארץ במהלך 500 מיליון השנים האחרונות. אם מערכת כוכבים נמצאת בתוך 13,000 שנות אור (4 קילו-פרסק) מהמרכז הגלקטי, הסיכויים עולים ל -95%. באופן יעיל, זה הופך את האזורים הצפופים ביותר של כל הגלקסיות מועדים מדי ל- GRB כדי לאפשר חיים מורכבים להתקיים.
כדור הארץ שוכן על 8.3 קילו-פרסק (27,000 שנות אור) מהמרכז הגלקטי ועבודתם של האסטרופיסיקאים גם מסיקה כי הסיכוי ל- GRB קטלני בפרק של 500 מיליון שנה אינו יורד מתחת ל -50% עד שמעבר ל -10 קילו-פרסק ( 32,000 שנות אור). אז הסיכויים של כדור הארץ לא היו נוחים ביותר, אך ברור שהם מספיק. מערכות כוכב הרחק מהמרכז הן מקומות בטוחים יותר לחיים להתקדם ולהתפתחות. רק אזורי צפיפות הכוכבים הנמוכים ביותר של גלקסיות גדולות מונעים את החיים מחוץ לפגיעת התפרצויות קרני הגמא.
העיתון ממשיך בתיאור הערכתם לגבי השפעת GRBs ברחבי היקום. הם קובעים כי רק כ -10% מהגלקסיות יש סביבות התורמות לחיים כאשר אירועי GRB מהווים דאגה. בהתבסס על עבודות קודמות ונתונים חדשים, הגלקסיות (הכוכבות שלהן) היו צריכות להגיע לתכולת מתכות של 30% מכפי השמש, והגלקסיות היו צריכות להיות לפחות 4 קילו-פרסק (13,000 שנות אור) בקוטר כדי להוריד את הסיכון ל גרבונים קטלניים. חיים פשוטים יכולים לשרוד GRB חוזרים ונשנים. ההתפתחות לצורות חיים גבוהות יותר תוחזר שוב ושוב על ידי הכחדות המוניות.
עבודותיהם של פיראן וחימנז חושפות גם יחס לקבוע קוסמולוגי. בהמשך הזמן המתכות בתוך כוכבים הייתה נמוכה יותר. רק לאחר דורות של היווצרות כוכבים - מיליארדי שנים - נוצרו אלמנטים כבדים יותר בגלקסיות. הם מסיקים כי חיים מורכבים כמו על כדור הארץ - מדגי ג'לי לבני אדם - לא יכלו להתפתח ביקום המוקדם לפני Z> 0.5, שינוי אדום-קוסמולוגי השווה לפני ~ 5 מיליארד שנה או לפני זמן רב יותר. ניתוח מראה גם כי קיים סיכוי של 95% כי כדור הארץ חווה GRB קטלני במהלך 5 מיליארד השנים האחרונות.
השאלה מהי השפעת GRB הסמוך על החיים עלתה במשך עשרות שנים. בשנת 1974 שקל ד"ר מלווין רודרמן מאוניברסיטת קולומביה את השלכותיה של סופרנובה סמוכה על שכבת האוזון של כדור הארץ ועל חיי היבשה. עבודתו ובעקבותיו קבעו כי קרניים קוסמיות יובילו להידלדלות שכבת האוזון, הכפלה של הקרינה האולטרה סגולה השמשית שתגיע אל פני השטח, קירור האקלים של כדור הארץ ועלייה ב- NOx ובגשם המשפיעים על מערכות ביולוגיות. לא תמונה יפה. אובדן שכבת האוזון יוביל להשפעה דומינו של שינויים אטמוספריים וחשיפה לקרינה המובילה לקריסת מערכות אקולוגיות. GRB נחשב לסיבה הסבירה ביותר להכחדה ההמונית בסוף התקופה האורדוביצ'נית, לפני 450 מיליון שנה; נותר ויכוח ניכר על הגורמים לכך וכמה אירועי הכחדה המוניים אחרים בתולדות כדור הארץ.
העיתון מתמקד במה שנחשב ארוך GRBs - lGRBs - נמשכים מספר שניות בניגוד לקצר קבצי GRB שנמשכים רק שנייה או פחות. על פי ההערכה, GRBs ארוכים נובעים מהתמוטטות של כוכבים מאסיביים כמו שנראו בסופרנובות, ואילו sGRBs הם מהתנגשות של כוכבי נויטרונים או חורים שחורים. נותרה אי וודאות באשר לגורמים, אולם ה- GRB הארוכים יותר משחררים כמויות אנרגיה גדולות בהרבה והמסוכנים ביותר למערכות אקולוגיות המכילות חיים מורכבים.
העיתון מצמצם את הזמן והמרחב העומדים לרשות החיים המורכבים להתפתח בתוך היקום שלנו. מעל גיל היקום, בערך 14 מיליארד שנים, רק 5 מיליארד השנים האחרונות הועילו ליצירת חיים מורכבים. יתר על כן, רק 10% מהגלקסיות במהלך 5 מיליארד השנים האחרונות סיפקו סביבות כאלה. ובתוך גלקסיות גדולות יותר, רק האזורים החיצוניים סיפקו את המרחקים הבטוחים הדרושים כדי להתחמק מחשיפה קטלנית להתפרצות קרני גאמה.
עבודה זו חושפת עד כמה מערכת השמש שלנו מתאימה לתנאים האידיאליים להתיר חיים מורכבים להתפתח. אנו עומדים במרחק די טוב מהמרכז הגלקטי של שביל החלב. גילה של מערכת השמש שלנו, בערך 4.6 מיליארד שנים, נמצא בתוך שטח הבטוח של 5 מיליארד שנה בזמן. עם זאת, עבור מערכות מהממות רבות אחרות, למרות כמה שנחשבות כיום להתקיים ברחבי היקום - 100 מיליארדי שביל החלב, טריליונים ברחבי היקום - פשוט הוא ככל הנראה דרך חיים בגלל GRBs. עבודה זו מצביעה על כך שחיים מורכבים, כולל חיים אינטליגנטיים, הם פחות נפוצים כאשר לוקחים בחשבון את ההשפעה של קרני הגמא.
הפניות:
על תפקיד GRBs על הכחדת חיים ביקום, צבי פיראן, ראול חימנז, מדע, נובמבר 2014, הדפס מקדים
