إذا كانت قريبة جدًا من بيئة تحتوي على حياة معقدة ، فقد يؤدي انفجار أشعة غاما إلى هلاك تلك الحياة. ولكن هل يمكن أن تكون GRBs هي السبب في أننا لم نجد حتى الآن أدلة على حضارات أخرى في الكون؟ للمساعدة في الإجابة على السؤال الكبير "أين الجميع؟" قام الفيزيائيون من إسبانيا وإسرائيل بتضييق الفترة الزمنية ومناطق الفضاء التي يمكن أن تستمر فيها الحياة المعقدة مع انخفاض خطر الانقراض بواسطة GRB.
GRBs هي بعض من أكثر الأحداث كارثية في الكون. ذهل علماء الفيزياء الفلكية من كثافتهم ، وبعضها يمكن أن يتفوق على الكون كله في لحظات قصيرة. حتى الآن ، ظلوا أحداثًا بعيدة المدى لا تصدق. لكن في ورقة جديدة ، قام علماء الفيزياء بوزن كيف يمكن أن تحد GRBs من أين ومتى يمكن أن تستمر الحياة وتتطور ، وربما إلى حياة ذكية.
في ورقتهم ، "حول دور GRBs على انقراضات الحياة في الكون" ، المنشورة في المجلة علموالدكتور بيران من الجامعة العبرية والدكتور جيمينيز من جامعة برشلونة ينظران أولاً في ما هو معروف عن انفجارات أشعة غاما. ترتبط معدنية النجوم والمجرات ككل ارتباطًا مباشرًا بتواتر GRBs. المعدن هو وفرة العناصر خارج الهيدروجين والهليوم في محتوى النجوم أو المجرات بأكملها. المزيد من المعادن يقلل من تواتر GRBs. المجرات ذات المحتوى المعدني المنخفض عرضة لتكرار أعلى من GRBs. يشير الباحثون ، في إشارة إلى عملهم السابق ، إلى أن بيانات المراقبة أظهرت أن GRBs لا ترتبط بشكل عام بمعدل تكوين النجوم للمجرة ؛ تشكيل النجوم ، بما في ذلك النجوم الضخمة ، ليس العامل الأكثر أهمية لزيادة تواتر GRBs.
كما هو مصير ، نحن نعيش في مجرة عالية المحتوى المعدني - درب التبانة. أظهر كل من بيران وجيمينيز أن تواتر GRBs في درب التبانة أقل استنادًا إلى أحدث البيانات المتاحة. هذا هو الخبر السار. الأهم هو وضع نظام شمسي داخل مجرة درب التبانة أو أي مجرة.
تقول الورقة أن هناك فرصة بنسبة 50 ٪ ل قاتلة لقد حدثت GRB بالقرب من الأرض خلال الـ 500 مليون سنة الماضية. إذا كان النظام النجمي في غضون 13000 سنة ضوئية (4 كيلو فرسخ) من مركز المجرة ، فإن الاحتمالات ترتفع إلى 95 ٪. بشكل فعال ، هذا يجعل المناطق الأكثر كثافة من جميع المجرات أكثر عرضة لل GRBs للسماح باستمرار الحياة المعقدة.
تقع الأرض على مسافة 8.3 كيلو فرسخ (27000 سنة ضوئية) من مركز المجرة ويخلص عمل علماء الفيزياء الفلكية أيضًا إلى أن فرص حدوث GRB الفتاكة في فترة 500 مليون سنة لا تنخفض إلى أقل من 50 ٪ حتى أكثر من 10 كيلو فرسخ ( 32000 سنة ضوئية). لذا ، لم تكن احتمالات الأرض أكثر ملاءمة ، ولكن من الواضح أنها كافية. أنظمة النجوم البعيدة عن المركز هي أماكن أكثر أمانًا للتقدم والتطور. فقط المناطق النائية منخفضة الكثافة النجمية من المجرات الكبيرة تحافظ على الحياة بعيدًا عن طريق الضرر المتمثل في انفجارات أشعة جاما.
تستمر الورقة من خلال وصف تقييمها لتأثير GRBs في جميع أنحاء الكون. يشيرون إلى أن ما يقرب من 10 ٪ فقط من المجرات لديها بيئات مواتية للحياة عندما تكون أحداث GRB مصدر قلق. استنادًا إلى العمل السابق والبيانات الجديدة ، كان على المجرات (نجومها) الوصول إلى محتوى فلزي يبلغ 30٪ من الشمس ، ويجب أن يبلغ قطر المجرات 4 كيلو فارس (13000 سنة ضوئية) على الأقل لتقليل خطر GRBs قاتلة. يمكن أن تعيش الحياة البسيطة GRBs المتكررة. إن التطور إلى أشكال الحياة العليا سوف يتراجع مرارًا وتكرارًا بسبب الانقراضات الجماعية.
يكشف عمل بيران وجيمينيز أيضًا عن علاقة إلى ثابت كوني. بعد ذلك ، كانت المعادن داخل النجوم أقل. فقط بعد أجيال من تكوين النجوم - مليارات السنين - تراكمت عناصر أثقل داخل المجرات. وخلصوا إلى أن الحياة المعقدة مثل الحياة على الأرض - من أسماك الهلام إلى البشر - لم يكن من الممكن أن تتطور في الكون المبكر قبل Z> 0.5 ، وهو تحول كوني أحمر يساوي ~ 5 مليار سنة مضت أو قبل ذلك. يُظهر التحليل أيضًا أن هناك فرصة بنسبة 95٪ أن تتعرض الأرض لخطر GRB الفتاك خلال الـ 5 مليارات سنة الماضية.
لقد أثيرت مسألة مدى تأثير GRB قريب على الحياة منذ عقود. في عام 1974 ، نظر الدكتور مالفين رودمان من جامعة كولومبيا في عواقب مستعر أعظم قريب على طبقة الأوزون على الأرض وعلى الحياة الأرضية. حدد عمله وأعماله اللاحقة أن الأشعة الكونية ستؤدي إلى استنفاد طبقة الأوزون ، ومضاعفة الأشعة فوق البنفسجية الشمسية التي تصل إلى السطح ، وتبريد مناخ الأرض ، وزيادة في أكاسيد النيتروجين والأمطار التي تؤثر على النظم البيولوجية. ليست صورة جميلة. سيؤدي فقدان طبقة الأوزون إلى تأثير الدومينو للتغيرات في الغلاف الجوي والتعرض للإشعاع مما يؤدي إلى انهيار النظم البيئية. يعتبر GRB السبب الأكثر احتمالا للانقراض الجماعي في نهاية فترة Ordovician ، قبل 450 مليون سنة ؛ لا يزال هناك جدل كبير حول أسباب هذا والعديد من أحداث الانقراض الجماعي الأخرى في تاريخ الأرض.
تركز الورقة على ما يعتبر طويل GRBs - lGRBs - تدوم عدة ثوان على عكسقصيرة GRBs التي تستمر فقط ثانية أو أقل. يُعتقد أن GRBs الطويلة ترجع إلى انهيار النجوم الضخمة مثل المشاهدة في المستعرات الأعظمية ، بينما sGRBs ناتجة عن اصطدام النجوم النيوترونية أو الثقوب السوداء. لا يزال هناك عدم يقين بشأن الأسباب ، ولكن إطلاقات GRBs الأطول تطلق كميات أكبر بكثير من الطاقة وهي الأكثر خطورة على النظم البيئية التي تحتوي على حياة معقدة.
تضيق الورقة الوقت والمكان المتاحين للحياة المعقدة للتطور داخل كوننا. على مدى عمر الكون ، ما يقرب من 14 مليار سنة ، فقط 5 مليارات سنة فقط كانت مواتية لخلق حياة معقدة. علاوة على ذلك ، وفرت 10٪ فقط من المجرات خلال الخمسة مليارات سنة الماضية مثل هذه البيئات. وضمن المجرات الأكبر فقط ، قدمت المناطق النائية فقط المسافات الآمنة اللازمة للتهرب من التعرض المميت لانفجار أشعة جاما.
يكشف هذا العمل عن مدى ملاءمة نظامنا الشمسي للظروف المثالية للسماح بتطور الحياة المعقدة. نقف على مسافة جيدة إلى حد ما من مركز مجرة درب التبانة. يبلغ عمر نظامنا الشمسي حوالي 4.6 مليار سنة ، في حدود المنطقة الآمنة التي تبلغ 5 مليارات عام. ومع ذلك ، بالنسبة للعديد من الأنظمة النجمية الأخرى ، على الرغم من العدد الذي يعتبر الآن موجودًا في جميع أنحاء الكون - مئات المليارات في مجرة درب التبانة ، تريليونات في جميع أنحاء الكون - ربما تكون طريقة الحياة بسبب GRBs. يشير هذا العمل إلى أن الحياة المعقدة ، بما في ذلك الحياة الذكية ، من المحتمل أن تكون أقل شيوعًا عند أخذ تأثير انفجارات أشعة جاما في الاعتبار.
المراجع:
حول دور GRBs في انقراض الحياة في الكونتسفي بيران ، راؤول جيمينيز ، علوم ، نوفمبر 2014 ، نسخة مطبوعة
