Dünya ne zaman bir gama ışını patlaması tarafından ele geçirilecek ve neden tüm canlılar ölecek?

2024 Yazar: Seth Attwood | [email protected]. Son düzenleme: 2023-12-16 16:18

Plait'in Yukarıdan Ölüm'de yazdığı gibi, bir gama ışını patlaması, Büyük Patlama'dan bu yana en çarpıcı olaydır. Böyle bir patlama bir diğerini tekrarlamaz, ancak hepsi galaktik ölçekteki felaketler nedeniyle ortaya çıkar: çok büyük yıldızlar öldüğünde, kendi yerçekimlerinin etkisi altında "yanmayı" ve çökmeyi bıraktığında veya muhtemelen iki nötron yıldızının çarpışması nedeniyle. (şehrin büyüklüğüne itiraz eder, ancak bir veya iki Güneş gibi bir kütleye sahiptir).

Bu gibi durumlarda, enerji her yöne eşit olarak değil, yönlendirilmiş ışınlarda püskürtülür. Bu olay o kadar görkemlidir ki bazen milyarlarca (!) ışık yılı boyunca çıplak gözle görülebilir. Böyle bir ışın Dünya'ya çarparsa ne olur?

GRB'nin çok yakın olduğunu varsayalım: 100 ışıkyılı uzaklıkta. Bu kadar yakın bir mesafede bile, gama ışını patlama ışınının çapı devasa, 80 trilyon km olacaktır. Bu, tüm Dünya'nın, tüm güneş sisteminin, bir tsunami tarafından yakalanan bir kum piresi gibi, onun tarafından yutulacağı anlamına gelir.

Neyse ki, GRB'ler nispeten kısa ömürlüdür, bu nedenle ışın bir saniyeden birkaç dakikaya kadar bize çarpacaktır. Ortalama patlama yaklaşık on saniye sürer.

Bu, Dünya'nın dönüşüyle karşılaştırıldığında uzun değildir, bu nedenle ışın yalnızca bir yarım küreye çarpacaktır. İkinci yarıküre nispeten güvenli olurdu … en azından bir süre için. En korkunç sonuçlar, gama ışını patlamasının hemen altındaki yerlerde (parlamanın doğrudan tepe noktasında, tepe noktasında görünür olacağı yerlerde) ve parlamanın ufukta görülebileceği yerlerde minimum olacaktır. Ama yine de, göreceğimiz gibi, Dünya üzerindeki hiçbir yer tamamen güvenli olmayacaktı.

Dünya'ya atılacak olan dizginsiz enerji çok büyük. Bu, Soğuk Savaş'ın en kötü kabuslarından daha fazlası: Gezegenin her 2.5 km2'sinde bir gama ışını patlamasının yanından bir megatonluk nükleer bombayı patlatmak gibi. Bu (muhtemelen) okyanusları kaynatmak veya atmosferi Dünya'dan koparmak için yeterli değildir, ancak yıkım anlaşılmaz olacaktır.

Tüm bunların 900 trilyon km uzaklıkta bulunan bir nesneden geldiğini unutmayın.

Flaş sırasında gökyüzüne bakan herkes kör olabilir, ancak görünür aralıktaki parlaklığın zirvesine muhtemelen yalnızca birkaç saniye sonra ulaşılır - bu, ürküp uzaklaşmaya yetecek kadardır. Pek yardımcı olduğu söylenemez.

O anda sokakta yakalananlar büyük sorunlar yaşardı. Isı tarafından yanmamış olsalar bile - ve olacaklardı - büyük bir ultraviyole radyasyon akışından anında ölümcül bir yanık alacaklardı. Ozon tabakası kelimenin tam anlamıyla anında yok edilecek ve hem gama ışını patlamasından hem de Güneş'ten gelen UV radyasyonu, Dünya'nın yüzeyine serbestçe ulaşacak ve onu ve okyanusları birkaç metre derinliğe kadar çorak hale getirecektir.

Ve bu sadece UV radyasyonundan ve ısıdan. Gama ve X ışınlarına maruz kalmanın çok, çok daha kötü etkilerinden bahsetmek bile zalimce görünüyor.

Bunun yerine, biraz dalalım. Gama ışını patlamaları inanılmaz derecede nadirdir. Evrenin herhangi bir yerinde büyük olasılıkla günde birkaç kez meydana gelseler de, evrenin kendisi çok büyüktür. Şu anda bunlardan birinin bizden 100 ışıkyılı uzaklıkta meydana gelme olasılığı sıfırdır. Mükemmel, mutlak sıfır. Yakınımızda prensipte bir gama ışını patlaması oluşturabilecek kesinlikle hiçbir yıldız yok. En yakın süpernova adayı daha uzaktadır ve GRB'ler süpernovalardan çok daha nadirdir.

Daha iyi hissetmek? Peki. Şimdi daha gerçekçi bir yaklaşım deneyelim. Gama ışını patlama kaynakları için en yakın aday nedir?

Güney yarım kürenin gökyüzünde çıplak gözle göze çarpmayan bir yıldız var. Eta Carinae ya da sadece Eta, daha parlak yıldızlardan oluşan bir kalabalığın içinde sönük bir yıldız olarak adlandırılır. Ancak, loş ışığı aldatıcıdır ve öfkesini bunun arkasına saklar. Aslında yaklaşık 7.500 ışıkyılı uzaklıkta - aslında çıplak gözle görülebilen en uzak yıldız.

Yıldızın kendisi (aslında, Eta ikili bir sistem olabilir, birbirinin yörüngesinde dönen iki yıldız olabilir. Yıldızı çevreleyen malzeme o kadar fazla parlaklık ve parazit veriyor ki, gökbilimciler hala yüzde yüz emin değiller) bir canavar: kütlesi 100 olabilir. Güneş'in kütlesinin veya daha fazlasının kütlesinin katıdır ve Güneş'ten 5 milyon kat daha fazla enerji yayar - bir saniyede Güneş'in iki ayda yayacağı kadar ışık yayar. Eta zaman zaman spazmlar geçirir ve çok miktarda madde kusar. 1843'te o kadar şiddetli bir nöbet geçirdi ki, çok uzak bir mesafede bile gökyüzündeki en parlak ikinci yıldız oldu. 1,5 milyon km / s'yi aşan hızlarda Güneş'in kütlesinin on katından fazla devasa miktarda madde fırlattı. Bugün, bu patlamanın sonuçlarını, bir uzay silahının atışına benzer, birbirinden ayrılan iki büyük madde bulutu şeklinde görüyoruz. Bu olay neredeyse süpernova kadar güçlüydü.

Eta, yaklaşmakta olan bir GRB'nin tüm özelliklerine sahiptir. Kesinlikle bir süpernova gibi patlayacak ama hipernova tipi bir gama ışını patlaması olup olmayacağı bilinmiyor. Ayrıca, patlar ve bir gama ışını patlaması yayarsa, bu sistemin yönünün, ışının Dünya'ya çarpmayacağı şekilde olduğuna da dikkat edilmelidir. Bunu 1843 nöbeti sırasında çıkan gaz bulutlarının geometrisinden belirleyebiliriz: şişen gazın bölümleri bize göre yaklaşık 45 ° açıyla eğilir ve herhangi bir gama ışını patlaması bu eksen boyunca yönlendirilir. Daha spesifik olarak açıklamama izin verin: Kısa ve hatta orta vadede, Eta'dan veya başka bir yerden gelen gama ışını patlaması bizi tehdit etmiyor.

Ama yine de "ya olursa" diye düşünmek ilginç. Ya Eta bizi hedef alıp bir hipernovaya dönüşseydi? O zaman ne olacaktı?

Yine, iyi bir şey yok. Parlaklık olarak Güneş'in yanına bile yaklaşmasa da Ay kadar, hatta on kat daha parlak olacaktır. Gözünüzü kısmadan bakamazsınız, ancak bu parlaklık yalnızca birkaç saniye veya dakika sürer, bu nedenle flora veya faunanın yaşam döngülerinde muhtemelen uzun vadeli herhangi bir hasar olmazdı.

Ultraviyole ışını yoğun ama kısa olacaktır. Dışarıdaki insanlar orta derecede güneş yanığı yaşayacaktır, ancak gelecekte cilt kanseri insidansında istatistiksel olarak anlamlı bir artış olmayacaktır.

Ancak gama ve X-ışınları ile durum tamamen farklıdır. Dünyanın atmosferi bu tür radyasyonu emecek ve sonuçlar yakındaki bir süpernova durumundan çok daha kötü olacaktır.

En doğrudan sonuç, Starfish Prime cihazının nükleer testleri sırasında Hawaii'de üretilenden çok daha güçlü olan güçlü bir elektromanyetik darbe olacaktır. Bu durumda, EMP (elektromanyetik darbe - yaklaşık TASS), Dünya'nın o yarım küresinde patlamaya doğru yönlendirilmiş herhangi bir korumasız elektronik cihazı anında yok eder. Bilgisayarlar, telefonlar, uçaklar, arabalar, elektronik olan herhangi bir nesne çalışmayı durduracaktı. Bu aynı zamanda güç sistemleri için de geçerlidir: güç hatlarına büyük akımlar enjekte edilerek aşırı yüklenmelerine neden olur. İnsanlar elektriksiz ve uzun mesafeli iletişim araçlarından yoksun kalacaktı (tüm uyduların ekipmanı zaten gama radyasyonundan yanacaktı). Bu sadece bir rahatsızlık olmayacak çünkü hastaneler, itfaiyeler ve diğer acil servislerin de elektriksiz kalacağı anlamına geliyor.

Ancak birazdan göreceğimiz gibi, acil servislere ihtiyacımız olmayabilir…

Dünya atmosferi için sonuçları şiddetli olacaktır. Bilim adamları bu durumu yakından inceliyorlar. Bölüm 3'te açıklanan aynı modelleri kullanarak ve GRB'nin Eta'nın mesafesinden kaynaklandığını varsayarak, sonuçların ne olacağını belirlediler. Ve bu sonuçlar hiç de cesaret verici değil.

Ozon tabakası sert bir şekilde vurulacaktı. Patlamadan gelen gama ışınları ozon moleküllerini tamamen yok eder. Ozon tabakası dünya çapında ortalama %35 oranında azaltılacak ve bazı seçili bölgelerde %50'den fazla azaltılacaktır. Bu başlı başına inanılmaz derecede zararlıdır - unutmayın, şu anki ozon sorunlarımıza görece küçük bir düşüş, sadece %3 kadar.

Bunun sonuçları çok uzun vadelidir ve yıllarca sürebilir - beş yıl sonra bile ozon tabakası %10 daha ince kalabilir. Bu süre zarfında, Güneş'ten gelen UV radyasyonu Dünya yüzeyinde daha yoğun olacaktır. Besin zincirinin omurgasını oluşturan mikroorganizmalar buna çok duyarlıdır. Birçoğu ölecek, bu da besin zincirinin yukarısındaki diğer türlerin nihai olarak yok olmasına yol açacak.

Hepsinden öte, Eta Carina'dan gelen gama ışını patlaması tarafından üretilen kırmızımsı-kahverengi nitrojen dioksit (bkz. Bölüm 2 ve 3) Dünya'ya ulaşan güneş ışığı miktarını önemli ölçüde azaltacaktır.

Bunun kesin sonuçlarını belirlemek zordur, ancak tüm Dünya'daki güneş ışığı miktarında yüzde birkaç bile olsa bir azalmanın (azot dioksit atmosfere yayılır) Dünya'nın önemli ölçüde soğumasına yol açması muhtemel görünmektedir. muhtemelen buzul çağını başlatan bir faktör olabilir.

Ek olarak, kimyasal karışımda asit yağmurunun temsil edeceği yeterli miktarda nitrik asit olacaktır ve bu da teorik olarak çevre için yıkıcı sonuçlar doğuracaktır.

Ardından, patlamadan kaynaklanan atom altı parçacıklar (kozmik ışınlar) ile ilgili bir sorun var. Onlardan ne tür bir hasar olacağı özellikle bilinmemektedir. Ancak 2. ve 3. Bölümlerde tartıştığımız gibi, yüksek enerjili parçacıkların Dünya üzerinde çok çeşitli sonuçları olabilir. 7.500 ışıkyılı uzaklıktaki bir gama ışını patlaması, atmosferimize çok sayıda atom altı parçacık gönderir ve bunlar ışık hızından biraz daha düşük bir hızda uçarlardı. Patlamanın ortaya çıkmasından sadece birkaç saat sonra, çoktan atmosferimize girerek bir müon yağmuru yağdırırlardı. Uzaydan gelen müonları sürekli gözlemliyoruz, ancak küçük miktarlarda. Bununla birlikte, yakındaki bir GRB, bir müon kütlesi üretecektir. Bir grup gökbilimci, patlama yarıküresinin tamamı boyunca, cm2 başına 46 milyara kadar müonun Dünya yüzeyine düşeceğini hesapladı. Bundan bir şey elde edersiniz, o zaman yakındaki bir gama radyasyonu patlamasının kötü olduğunu unutmayın - yazarın notu). Görünüşe göre bu çok fazla - evet, öyle. Bu parçacıklar gökyüzünden çağlayarak çıkacak ve yollarına çıkan her şey tarafından emilecektir. Hesaplamayı yapan gökbilimciler, vücut dokularının müonları ne kadar iyi emebildiğini göz önünde bulundurarak, korumasız bir kişinin ölümcül dozdan onlarca kat daha fazla radyasyon alacağını buldular. Saklanmak pek yardımcı olmaz: müonlar suya yaklaşık 2 km derinliğe ve 800 m'ye kadar kayalara nüfuz edebilir! Bu nedenle, Dünya üzerindeki hemen hemen tüm yaşam etkilenecektir.

Yani ozon tabakasının incelmesi o kadar büyük bir sorun olmazdı. Bu bir sorun haline geldiğinde, Dünya'daki hayvanların ve bitkilerin çoğu uzun zaman önce ölmüş olacaktı.

Bu, bu bölümün başında açıklanan kabus senaryosudur. Ancak paniğe kapılmadan önce şunu unutmayın: Eta Carina'nın olası gama ışını patlaması kesinlikle bizim yönümüzde olmayacak. Ama tamamlamadan önce, hatırlamamız gereken, gama ışını patlamasının başka bir olası atasının daha olduğunu söyleyeceğim. Adı WR 104 ve tesadüfen bizden Eta ile aynı uzaklıkta. WR 104, yıldızlarından biri ömrünün sonuna yaklaşan şişmiş devasa bir canavar olan ikili bir sistemdir. Patlayabilir, bir gama ışını patlaması yayabilir ve aşağı yukarı bize doğrultulmuş olabilir, ancak bu varsayımların ikisi de yanlıştır. Herhalde bu canavar bizi de tehdit etmiyor ama belirtmekte fayda var.