Стерилизацию галактик вызывают гамма всплески

Вселенная намного опаснее для жизни, чем считали астрономы. Исследование двух известных астрофизиков свидетельствует о том, что лишь у 10 % всех крупных галактик был хороший шанс (пусть на время) развить высшие формы жизни в том виде, как мы их себе представляем. И даже в нашем относительно подходящем для жизни Млечном Пути на глубине 30000 световых лет всё пронизано смертельными излучениями.

Почему высшая форма жизни не попадается нам в Пространстве

В 1950 году лауреат Нобелевской премии Энрико Ферми задался вопросом, почему до сих пор не обнаружены никакие признаки внеземных цивилизаций. Катастрофический результат недавно проведенного исследования все объясняет. По предположениям астрономов, внеземные разумные существа уже давно должны были бы колонизировать весь Млечный Путь. Но ничего подобного! Какой "Парадокс Ферми", если мощные звездные взрывы постоянно уничтожали высшие формы жизни и на протяжении миллиардов лет "стерилизовали" галактики!

Гамма всплески - убийцы всего живого

Почти каждый день где-то происходят космические гамма-всплески, первые измеренные с помощью спутников в 1967 году. Сейчас их можно очень эффективно, хотя, конечно, и не все, отслеживать стартовавшим в 2004 году космическим телескопом Свифт (Swift), обнаружившим уже 950 таких явлений. Сильнейшие всплески высвобождали столько же энергии, как Солнце за все время его существования.

Причиной гамма-всплесков, длящихся от двух секунд до нескольких минут, является гиперновая, представляющая собой бурный взрыв массивной звезды, в оболочке которой очень мало элементов тяжелее водорода и гелия. В чрезвычайно сильных магнитных полях протекают сложные процессы. Поэтому вблизи быстро вращающегося коллапсирующего ядра звезды вылетают лучи высокоэнергетических частиц. Эти джеты пронзают рушащиеся слои материи и настолько сильно их нагревают, что возникает гамма-излучение. При взрывах массивных звезд с большим количеством тяжелых элементов все заканчивается сверхновой без таких джетов.

Рождение гиперновой Фото: Дана Берри/НАСА

Вероятность смертельного излучения

Астрономы Цви Пиран (Tsvi Piran) - Еврейский университет Иерусалим - и Рауль Хименес (Raul ­Jimenez) - Университет Гарварда - рассчитали вероятность смертельного космического излучения. Самому большому риску подвергается атмосфера планет, подобных Земле. Гамма-всплеск с энергией около 100 кДж/сек на 90 % ослабит озоновый слой минимум на месяц (при 1000 кДж/сек большую часть атмосферы вымело бы в Космос). Как следствие, поверхность планеты ждет в этом случае намного больше вредных ультрафиолетовых лучей от ее светила. Причем с катастрофическими, опустошительными последствиями для возможно существующей там жизни.

Гамма-всплески - виновники глобальных катастроф на Земле

За последние пять миллиардов лет с момента существования Солнечной системы объекты, находящиеся на расстоянии примерно 100-1000 световых лет, получали такую смертельную дозу с вероятностью более 90 %. А в последние 5 млрд. лет - с тех пор, как на Земле существует сложная многоклеточная жизнь - вероятность составляла 50 %. Виновником, как минимум, одного из 18 известных массовых вымираний – при пяти из них исчезло от 50 до 80 % видов – возможно и был гамма-всплеск. Такое событие может, например, объяснить абсолютно загадочную катастрофу, случившуюся 450 миллионов лет назад.

Есть ли защита от гамма-вспышек

Астрофизики также вычислил вероятность смертельного гамма-всплеска с энергией около 100 кДж/сек в последний миллиард лет в различных регионах Млечного Пути. Во внутреннем районе, на расстоянии до 6000 световых лет от центра Галактики, где находится четверть всех ее звезд, убийственное излучение должно было поразить более 95 % из них. Даже на расстоянии от центра до нашего Солнца - около 25000 световых лет - вероятность попадания еще 60 %.  Только районы, расположенные дальше 35000 световых лет, мало подвержены смертельным гамма-вспышкам.

Уже в 1995 году астрофизик Стивен Э. Торзетт (Stephen E. Thorsett) - Университет Willamette, Салем, штат Орегон, моделировал пагубные воздействия космических гамма-всплесков на земную жизнь. А в 1999 году физик Джеймс Эннис (James Annis) - Национальная лаборатория Ферми, Батавия, штат Иллинойс - предложил эту гипотезу в качестве возможного решения парадокса Ферми.

Однако в 2006 году международная команда во главе с астрофизиком Кшиштофом Станеком (Krzysztof Stanek) - Государственный университет Огайо - заявила, что в Млечном Пути и аналогичных галактиках давно нет звезд, способных взорваться в гиперновые. Но их оценка была основана на очень ограниченной базе данных. В последние годы измерения, исходя из которых Пиран и Хименес разрабатывали подробную модель, были значительно точнее.

Самые безопасные регионы Вселенной

Надежнее всего области с низкой плотностью вещества по краям  космической паутины сверхскоплений галактик - особенно окраины крупных галактик, где доля элементов тяжелее гелия составляет более одной трети солнечной. Их диаметр должен превышать 12000 световых лет, а масса - 10 млрд. солнечных. Этим критериям безопасности отвечают сегодня лишь 10 %  процентов всех галактик.

Раньше, по расчетам астрофизиков, галактики, пригодные для образования жизни, встречались еще реже, так как в звездах было меньше тяжелых элементов и чаще случались всплески. Так как такие галактики были меньше и располагались плотнее, было мало шансов появиться высшим формам жизни, похожим на земные. Они могли зародиться во Вселенной только через восемь миллиардов лет.  При условии, конечно, что жизнь не была в то время намного устойчивее к излучению, чем сейчас на Земле.

"Высшие формы жизни, какими мы их знаем на Земле, кажутся  довольно новым явлением в истории Вселенной, обусловленным ростом крупных галактик. Естественно, мы не знаем, хорошо или плохо для долгосрочной эволюции высших форм жизни уничтожение большинства живых существ на планете".
Пиран и Хименес

Одно можно сказать наверняка: если бы Земля сегодня подверглась излучению гамма-всплеска, это была бы глобальная катастрофа – и, возможно, даже закат человечества.

Источник: wissenschaft.de