О проекте
Нас блокируют. Что делать?

Зарегистрироваться | Войти через:

Украина | Политзеки | Свобода слова | Акции протеста | Болотное дело
Читайте нас:

статья От космических взрывов Землю хранят металлы

Максим Борисов, 20.04.2006
Близкий гамма-всплеск способен "стерилизовать" планету, подобную Земле. Изображение: David Aguilar / Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics с сайта sciencenow.sciencemag.org
Близкий гамма-всплеск способен "стерилизовать" планету, подобную Земле. Изображение: David Aguilar / Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics с сайта sciencenow.sciencemag.org
Реклама

Гамма-всплески (gamma-ray bursts - GRBs) - это самые мощные звездные взрывы во Вселенной. И подобная "неприятность" в основном случается со звездами, масса которых в десятки раз превышает массу нашего Солнца. Такой взрыв порождает два смертельных пучка гамма-излучения, направленных в противоположные стороны (исходящие из северного и южного магнитных полюсов обреченной звезды). Мнения ученых о том, что же собой представляют гамма-всплески, за сорок лет их изучения так до конца не устоялись, однако чаще всего эти явления связывают с коллапсом массивных звезд с последующим образованием черных дыр и с процессами слияния нейтронных звезд.

За пределами нашей Галактики гамма-всплески теперь, с введением в строй специализированных зондов вроде Swift (запущен NASA 27 ноября 2004 года), наблюдаются достаточно часто (практически ежедневно), поэтому естественно задаться вопросом, какова вероятность подобных событий в непосредственной близости от Земли, и чем это нам всем грозит. Ответ на второй вопрос, в общем-то, ясен. Вычисления показывают, что гамма-излучение от относительно близкого (несколько тысяч световых лет) звездного взрыва, "обрабатывающего" Землю в течение всего лишь нескольких секунд, может разрушить до половины защитного озонового слоя атмосферы, и тогда ультрафиолетовая радиация от Солнца уничтожит большую часть жизни на суше и в приповерхностных слоях океанов, морей и озер, необратимо нарушит те продовольственные цепочки, благодаря которым происходит питание живых существ. Дело в том, что высокоэнергетичные гамма-лучи разбивают молекулы атмосферного азота (N2) на отдельные атомы, которые вступают в реакцию с молекулярным кислородом (O2), в результате чего получается окись азота (NO), которая в свою очередь разрушает озон (O3) и дает диоксид азота (NO2). NO2 с атомарным кислородом опять же дает NO, разрушая все больше озона - процессы носят лавинообразный характер. А восстановление озонового слоя в земной атмосфере (до 90%) может длиться затем долгие годы...

С осознанием грозящей нам со стороны гамма-всплесков опасности появилась гипотеза, согласно которой один из таких гамма-всплесков стал причиной так называемой ордовикской катастрофы (450 миллионов лет назад), случившейся приблизительно за 200 миллионов лет до динозавров и вызвавшей гибель 60 процентов всех морских беспозвоночных (в те времена жизнь была еще в основном связана с морем, хотя есть свидетельства появления в тот период и первых примитивных наземных обитателей). Кроме этого печального события, за последние 600 миллионов лет на Земле насчитывают еще четыре случая массового исчезновения живых существ: это девонская катастрофа (370 миллионов лет назад), пермская (250 миллионов), триасовая (210 миллионов лет) и меловая (65 миллионов лет назад). Не исключалось, что в каких-то из этих катастроф помимо "банальных" падений астероидов также можно обвинить и гамма-всплески. Казалось бы, опасность близких гамма-всплесков нельзя исключить для Земли и в будущем...

Однако теперь группа астрономов из Университета штата Огайо (Ohio State University - OSU, США), возглавляемая ученым польского происхождения Кшиштофом Станеком (Krzysztof Stanek) и нашим соотечественником Олегом Гнединым (работавшим когда-то в петербургском Физико-техническом институте им. А.Ф.Иоффе), решила все-таки успокоить всех тех, кто мучим бессонницей в ожидании внезапной космической вспышки гамма-излучения: на самом деле подобный случай в пределах нашей родной Галактики очень и очень маловероятен (публикация в "Астрофизическом журнале" (Astrophysical Journal - ApJ).

Согласно новому исследованию, GRBs могут случаться в основном лишь в небольших бесформенных галактиках, которые испытывают серьезный недостаток в химических элементах тяжелее водорода и гелия (астрономы зачастую условно называют подобные элементы "металлами"). Но даже и среди "бедных металлами" галактик подобные события все-таки достаточно редки - случаются они раз в несколько лет. А наш Млечный путь самым радикальным образом отличается от подобных "GRB-галактик" - это крупная спиральная галактика с большим количеством тяжелых элементов.

Пользуясь данными Слоановского цифрового обзора неба (Sloan Digital Sky Survey - SDSS), астрономы провели статистический анализ параметров, связанных с четырьмя "длинными" гамма-всплесками (т.е. порождаемыми, вероятно, превращением крупных звезд в черные дыры), зафиксированными в близлежащих галактиках (с красным смещением z < 0.17), сравнив в первую очередь массу самих хозяйских галактик, интенсивность формирования в них новых звезд и насыщенность "металлами" по сравнению с другими галактиками (изучалось в первую очередь распространенность кислорода). Выборка, конечно, может показаться и не слишком-то обширной, но она оказалась вполне показательной: вся четверка - это маленькие галактики с интенсивным звездообразованием и низким содержанием "металлов", причем в той галактике, что отличается максимальным для своего класса содержанием "металлов" и наибольшей "похожестью" на Млечный путь, гамма-всплеск оказался самым слабым. Исходя из этого, исследователи делают вывод, что наша Галактика вообще не могла бы оказаться "домом" для какого-либо такого гамма-всплеска на протяжении по крайней мере последних нескольких миллиардов лет.

Кроме всего прочего, тяжелые элементы требуются и для того, чтобы вокруг звезд могли бы образовываться планеты, поэтому любая опасная с точки зрения рождения гамма-всплесков галактика с низким содержанием "металлов" автоматически будет обладать меньшим количеством планет и меньшими возможностями для развития жизни. Этому "разумному" обстоятельству также нельзя не порадоваться.

Американский физик Адриан Мелотт (Adrian Melott) из Канзасского университета в Лоренсе (University of Kansas), являющийся сторонником гипотезы о том, что массовое исчезновение видов на нашей Земле в конце ордовикского периода было вызвано гамма-всплеском, признает разумность аргументов своих коллег, однако указывает на то, что раз в несколько сот миллионов лет Млечный путь все-таки имеет обыкновение "проглатывать" очередную карликовую галактику, и вот эти-то карликовые галактики на самом деле бедны металлами и таким образом "потенциально взрывоопасны" с точки зрения "длинных" GRBs. Кроме того, в новом исследовании речь не идет о "коротких" гамма-всплесках (это слияния двойных компактных объектов, по времени - менее одной-двух секунд), которые не столь "привередливы" к окружающей их среде. Так что вопрос о возможности близкого гамма-всплеска все-таки остается открытым...

Источники:
Protecting Life in the Milky Way: Metals Keep the GRBs Away - arXiv.org
Deadly Astronomical Event Not Likely To Happen In Our Galaxy, Study Finds - Ohio State University News Research Archive
Earth Safe from Cosmic Explosions - ScienceNOW Daily News

Ссылки:
Защищая жизнь в Млечном пути: металлы удерживают гамма-всплески на расстоянии - Обзоры препринтов astro-ph
Explosions in Space May Have Initiated Ancient Extinction on Earth - NASA
Гамма-всплески - "Астронет"
Гамма-всплески: секундные катастрофы галактического масштаба - Scientific.ru
Гамма-всплески помогают изучать нашу собственную Галактику - "Астронет"
Гамма-всплески и гравитационные линзы - "Природа", #6, 2003 г.

Максим Борисов, 20.04.2006



новость Новости по теме
Фото и Видео

Реклама



Наши спонсоры
Выбор читателей