Művészi benyomás egy gamma-sugár robbant fel a Föld közelében. Kattints a kinagyításhoz.
Veszélyes univerzumban élünk. Most adjunk hozzá gamma-sugárzásokat a listához - ezek az univerzum legerősebb robbanásai. Ezen események egyikének akár 10 másodpercnyi sugárzása halálos visszaesést jelenthet a Földön. Mielőtt elkezdené keresni egy másik bolygót, amelyen élni szeretne, Dr. Andrew Levan a Hertforshire-i Egyetemen jár itt, hogy elmagyarázza a közeli robbanás valószínűségét. Úgy tűnik, hogy az esélyek a mi javunkban vannak.
Hallgassa meg az interjút: Biztonságosak vagyunk a gamma-sugárzás ellen (6,0 MB)
Vagy iratkozz fel a Podcastra: universetoday.com/audio.xml
Mi a Podcast?
Fraser Cain: Most meg akarom tanulni, mennyire biztonságos vagyok a gamma-sugárzás ellen, de először meg tudod mondani a magyarázatnak, hogy mi ezek a robbanások?
Dr. Andrew Levan: A gamma-sugárzás valóban rejtély volt az elmúlt 30 év nagy részében. Ezeket először 1967-ben fedezték fel műholdak, amelyeket az űrben zajló nukleáris kísérletek bizonyítékainak kutatására indítottak. Tehát az 1960-as években mindkét oldal - az oroszok és az amerikaiak - aggodalmát fejezte ki amiatt, hogy az ellenkező oldal esetleg nukleáris fegyvereket tesztelhet valahol az űrben. És tehát volt egy teszttilalmi szerződés, amely ezt betiltotta, majd különféle műholdakat indítottak, hogy észleljék e tesztek aláírását. És ezek a tesztek olyan aláírást adtak volna, amely gamma-sugarak tört. Így elindítottuk a műholdakat ennek keresésére. Soha nem láttak semmilyen gamma-sugarat a nukleáris tesztekből, de ezeket a nagyon fényes robbanásokat találták meg, amelyek a Naprendszerben sehol sem történtek. Nem kapcsolódik semmihez, ami nyilvánvaló volt; valójában nem a Hold, vagy a bolygók bármelyike, vagy ilyesmi. És tehát ezek voltak az első felfedezett gamma-sugárzás.
A következő 20 vagy 30 év legnagyobb részében valójában mindent tudtunk róluk; ezek a nagy energiájú sugárzás furcsa, megmagyarázhatatlan villanásai. Ez világos, sokkal rövidebb hullámhosszúságú, mint az orvosi képek által használt röntgen. És ezért nagyon nehéz volt őket pontosan meghatározni. Tehát nem igazán tudtuk, hol vannak, akár a közelben voltak, akár távol vannak. És akkor az 1990-es évek végén sikeresen meg tudtuk határozni eredetüket optikai sugárzással, normál fény által, és ez azt mutatta, hogy hihetetlenül fényes robbanások voltak, amelyek a távoli univerzumban történnek, tehát csak arra gondolsz, hogy csak egy néhány száz millió évvel a Nagyrobbanás után - az egész univerzum korának visszafelé vezető útjának 95% -a.
És tehát ez volt az első áttörés. És aztán a következő években rájött, hogy ezeket a gammasugár-töréseket valójában egy nagyon hatalmas csillag összeomlása okozta. Tehát, ha nagyon hatalmas beszélgetés van, akkor valójában 20-30-szor olyan nehéz, mint a Nap. És ami történik ezekkel a csillagokkal, az az, hogy a hidrogént a magjukban nehezebb elemekké égetik vagy olvadják össze. És végül ez a folyamat leáll, önmagukba esnek, fekete lyukat képeznek, és ez a folyamat hoz létre gammasugár-robbanást.
Fraser: Ez nagyon hasonlít a szupernóva robbanás folyamatára. Szóval mi a különbség?
Dr. Levan: Nos, sok gamma-sugárzás szupernóva-robbanás. Tehát csak a szupernóva részhalmaza. A szupernóva akkor fordul elő, amikor a Nap tömegének 8-szorosánál hatalmasabb csillagok kifogynak a nukleáris üzemanyagból és összeomlanak, de általában neutroncsillagot képeznek, nem pedig fekete lyukot. Most egy neutroncsillag valamivel kevésbé extrém tárgy, de még mindig nagyon szélsőséges. Tehát ez többé-kevésbé a Nap tömege, de csak egy 10 mérföld átmérőjű régióba zuhant. De ami történik, az valójában sokkal kevesebb energiát vesz fel. És tehát, ha rendelkeznek ezekkel a nagyon hatalmas csillagokkal, amelyek gammasugár-robbanássá válnak, ezeknek a gammasugaraknak az energiája egy sugárhajtóműbe kerül. Tehát olyan, mintha egy tömlőt egyenesen rád mutatnának, és alapvetően a csillag pólusainak mindkét végéből kifelé halad. Megvilágítja az eget, mint egy nagyon fényes forrás. De ez csak az ég néhány százalékát világítja meg. És ebben az esetben sugárzik a gammasugarak, és ez okozza a gammasugár felrobbantását. És csak néhány szupernóva típusú, amelyek megteremtik mind a fekete lyukakat, mind a sugár létrejöttéhez szükséges körülmények azok, amelyek a gammasugár felszakadását idézik elő. És akkor a gammasugár-törések sokkal fényesebbek, mint a normál szupernóvák, amelyeket látunk.
Fraser: És ezek közelében van egy nagyon veszélyes hely, ahol lehet. Mennyire kockázatos, és milyen messze van a pusztítás gömbje?
Dr. Levan: Az emberek a szupernóvákról beszélnek, és a gammasugár-robbanásokról, amelyek veszélyesek a Földre. A szupernóva számára valóban nagyon közel kell lennie; körülbelül 10 (vagyis 30 fényév) tartományon belül kell lennie. Ebben valójában nincs nagyon sok csillag. Most, hogy a gammasugár-törések sokkal fényesebbek, hogy 30 vagy 40 000 fényévnyire lehetnek tőlünk. Tehát félúton van a galaxisban. Ha valaki a galaxis közepén indulna és eltalálná a Földet, akkor ez hihetetlenül veszélyes dolog lenne számunkra. Mert mi történne, ha a nagy energiájú sugárzás bennünket ionizálná a magas légkört, és rengeteg új, meglehetősen csúnya nitrogén-oxidot hozna létre, amelyek savas esőt okoznának. Megsemmisíti az ózonréteget, ugyanakkor hihetetlenül nagy adag ultraibolya sugárzással zuhanyozná a Föld felé néző oldalát.
Fraser: Ha ezek egyike kialszik a galaxisodban, az óriási visszaesést jelent az élet számára. El sem tudom képzelni, hogy mi képes ellenállni ennek, kivéve a föld alatti mikrobiális életet.
Dr. Levan: Igen, abszolút, valóban így van. Nekünk az a hatás, hogy a paradox helyzetben az lenne, hogy a légkörben képződött nitrogén-oxidok valóban blokkolhatják az optikai fényt, tehát globális hűtése lenne. Problémái lennének a fotoszintetizáló növényekkel és hasonló dolgokkal. De ugyanakkor az ózonréteg megsemmisülése esetén nagy az ultraibolya fényáram, amely valóban káros minden életre, amely azt tapasztalta. És így drasztikusan befolyásolja az evolúció folyamatát. Nagyon valószínűtlen, hogy vajon képesek leszünk-e megfelelő fejlődésre, hogy átéljük.
Fraser: Gondolják-e a tudósok, hogy felelősek a múltban kihalási eseményekért?
Dr. Levan: Erről sok vita folyt. A kihaltásról nyilvánvalóan a dinoszauruszokról beszélnek, és sok ember most úgy gondolja, hogy valószínűleg egy aszteroida volt a földön kívüli ütés vagy valami hasonló. Minden bizonnyal volt egy kihalási esemény körülbelül 400 millió évvel ezelőtt, amelyről az emberek már beszélték, hogy valószínűleg egy gammasugár történt. Nyilvánvalóan nagyon bizonytalan, amikor visszatekintünk és megpróbáljuk átnézni a fosszilis nyilvántartást, de természetesen a gammasugár-törésekről beszéltünk, mivel ezek kevésbé gyakoriak, mint a szupernóva, ilyen nagy hatással lehetnek rád. olyan nagy földterület, amelyet az emberek már a gamma-sugárzás okozta korábbi kihalásokról beszéltek.
Fraser: Oké, most írtam nekem néhány jó hírt. Fektesse rám.
Dr. Levan: Amit elvégeztünk, ezeknek a kitöréseknek a nagy részét tanulmányozzuk, mintegy 40-et. Most ezek olyan gammasugár-törések, amelyekben pihenhet, annyira messze vannak, hogy azokat még a világ legnagyobb távcsövein is nehéz látni. De amit tőlük tanulmányozhatunk, az a galaxis típusa, amelyben történnek. Tehát a Tejút, amely a galaxisunk, nagy tervezési spirálnak nevezik. Nagyon nagy, nagyon hatalmas galaxis. Ha megnézzük a galaxisok típusait, amelyekben általában előfordulnak, akkor rájönnek, hogy ezek mindig ezekben a kicsi, rendetlen, nagyon szabálytalan galaxisokban vannak, amelyek tömege nagyon alacsony, és amelyek nagyon eltérnek a Tejútól. És ennek oka az, hogy a Tejútnak nagyon sok van, amit fémeknek hívunk. Most, amikor a csillagászok fémekről beszélnek, nem igazán értünk olyan dolgokat, mint az alumínium vagy a vas, vagy hasonlókat. Valójában bármi nehezebbre gondolunk, mint a hidrogén vagy a hélium. Tehát ahhoz, hogy életet élj, szénnek és oxigénnek, és hasonló dolgoknak kell lennie, ami nagyon ritka azokban a kis galaxisokban, amelyekben a gammasugár-felrobbanások kimaradnak. Tehát amit rájössz, amikor ránézünk, az az, hogy a kis galaxisok nélkülözhetetlenek a gammasugár-robbanások létrehozásához, mert alapvetően nagyon masszív csillagokra van szükségük, amelyek fekete lyukakat képeznek, és sokkal könnyebb megtenni ezeket a kis galaxisokban, amelyekben nagyon kevés van fémek. És ez lényegében azt jelenti, hogy noha a múltban volt ilyen, a gammasugár-felrobbanások nem fordulnak elő olyan galaxisokban, mint a sajátunk.
Fraser: Tudom, hogy néhány közelmúltbeli kutatás megmutatja nekünk a csillagképző régiókat a Tejút közelében lévő műholdas galaxisokban, amelyek olyan csillagokat építenek fel, amelyek 50–80-szorosa a Nap tömegének, tehát vannak ezek a jó jelöltek, vagy van valami a nehezebb elemek?
Dr. Levan: Igen, tehát van valami nagyon specifikus a nehezebb elemeknél. Ha nehezebb elemek vannak egy csillagban, ez valójában alapvetően befolyásolja a csillag fejlődését. És történik tehát, hogy ezeknek a nehéz elemeknek vannak csillagszeleik; elég erős csillagszél. És ez azt jelenti, hogy minden anyagot eltávolítanak, ami kívül áll. Tehát bár nagyon hatalmas csillagokként kezdik az életüket, az életük végére valójában elveszítették annak a tömegnek a nagy részét, amely már nem volt olyan hatalmas, hogy fekete lyukakat képezzenek. És tehát ezeket a neutroncsillagokat normál szupernóvákként képezik. Tehát nem nagyon kétséges, hogy ezek a hatalmas csillagok, amelyeket látsz, és a látott hatalmas csillagképző régiók szupernóvákat alkotnak, mivel sokkal messzebb vannak, nem jelentenek veszélyt ránk. Csillagszeleik miatt annyira veszítik tömegüket, hogy nem tudnak fekete lyukakat létrehozni, és így gamma-sugárzásokat sem tudnak okozni.
Fraser: Mivel az összes gamma-sugárzás történt az egész világegyetemben, ez majdnem olyan, mint egy életkor függvénye - ahogy távolabb nézünk, az időben visszatekintünk. Régebben gamma-sugárzás történt, de ezek már nem fordulnak elő.
Dr. Levan: Igen, nagyon. Nyilvánvaló, hogy a csillagok fejlődésével elkészítheti első csillag generációját. Az összes fémet, az összes atomot, amelyet körülötte, a testben, az épületben látsz, és minden hasonlót a múltban szupernóva robbanásokból készültek. Mindent gazdagítanak körülöttük, és akkor lesz egy újabb csillaggeneráció, amely abból készül, és így tovább. Tehát, amikor visszatekintünk az Univerzumba, kevesebb volt ezek a fémek körül, és kevesebb ezek a nehéz elemek, és így a korai világegyetem sokkal ígéretesebb hely a gammasugár-törések keresésére, mint az Univerzum, amint azt most látjuk. ahol csak a gammasugár-kitörések fordulnak elő kis galaxisokban, ahol nem volt ilyen sok csillagképződés olyan sokáig, mint a Tejútban.
