Гамма-всплески

Гамма-всплески – это интенсивные короткие потоки гамма-излучения, приходящие из далекого космоса. Гамма-всплески, по-видимому, излучаются в виде узких пучков, и поэтому их энергия более концентрированна, чем при обычных взрывах звезд. Возможно, сильные потоки излучения от близких источников послужили причиной вымирания некоторых видов живых существ десятки и сотни миллионов лет назад. [65 — См. обзор теории и рисков гамма-всплесков: Штерн Б. Гамма-всплески: секундные катастрофы галактического масштаба. http:// www. scientific. ru/ journal/ burst2. html]

Предполагается, что гамма-всплески происходят при столкновениях черных дыр и нейтронных звезд или при коллапсе массивных звезд. Если бы такого рода события произошли где-то сравнительно близко, это могло бы вызвать разрушение озонового слоя и даже ионизацию атмосферы.

Однако в ближайшем окружении Земли не видно подходящих кандидатов на роль соответствующего источника гамма-излучения. (Ближайший такой кандидат, звезда Эта Киля, – достаточно далеко, порядка 7000 световых лет, и вряд ли ось ее неизбежного в будущем взрыва будет направлена на Землю: гамма-всплески распространяются в виде узконаправленных пучков-джетов. У потенциальной гиперновой звезды WR 104, находящейся на почти таком же расстоянии, ось направлена почти в сторону Земли. [66 — Binary « deathstar» has Earth in its sights. Cosmos magazine, 1 March 2008. http:// www. cosmosmagazine. com/ node/1878] Но эта звезда взорвется в течение ближайших нескольких сотен тысяч лет, что означает шанс катастрофы в XXI веке менее 0,1 процента, а с учетом неопределенности параметров ее вращения и наших знаний о гамма-всплесках – и еще меньше [67 — WR 104: Technical questions. http:// www. physics. usyd. edu. au/~ gekko/ pin- wheel/ techfaq. html]). Поэтому, даже с учетом эффекта наблюдательной селекции, который увеличивает частоту катастроф в будущем по сравнению с прошлым в некоторых случаях до 10 раз (см. мою статью «Природные катастрофы и антропный принцип»), вероятность опасного гамма-всплеска в XXI веке не превышает тысячных долей процента. При этом люди смогут пережить его в бункерах.

Оценивая риск гамма-всплексов, Борис Штерн пишет: «Возьмем умеренный случай энерговыделения 10 ——-эрг и расстояние до всплеска 3 парсека, 10 световых лет, или 10

см – в таких пределах от нас находится с десяток звезд. На таком расстоянии за считанные секунды на каждом квадратном сантиметре попавшейся на пути гамма-квантов планеты выделится 10 ——-эрг. Это эквивалентно взрыву атомной бомбы на каждом гектаре неба! Атмосфера не помогает: хоть энергия высветится в ее верхних слоях, значительная часть мгновенно дойдет до поверхности в виде света. Ясно, что все живое на половине планеты будет истреблено мгновенно, на второй половине чуть позже за счет вторичных эффектов. Даже если мы возьмем в 100 раз большее расстояние (это уже толщина галактического диска и сотни тысяч звезд), эффект (по атомной бомбе на квадрат со стороной 10 км) будет тяжелейшим ударом, и тут уже надо серьезно оценивать – что выживет, и выживет ли вообще что-нибудь». [68 — Штерн Б. Указ. соч.]

Штерн полагает, что такого рода всплески в нашей галактике случаются в среднем один раз в миллион лет. И если что-то такое произойдет на звезде WR 104, это может вызвать интенсивное разрушение озонового слоя на половине планеты. Возможно, гамма-всплеск стал причиной Ордовикового вымирания 443 миллиона лет назад, когда погибло 60 процентов видов живых существ. По мнению Джона Скейло ( John Scalo) и Крейга Уилера ( Craig Wheeler), гамма-всплески оказывают существенное влияние на биосферу нашей планеты приблизительно каждые пять миллионов лет. [69 — Melott A., Lieberman В ., Laird С , Martin I., Medvedev M., Thomas B. Did a gamma-ray burst initiate the late Ordovician mass extinction? http://arxiv.org/abs/astro-ph/0309415. На русском языке: Гамма-лучи могли вызвать на Земле ледниковый период. http:// www. membrana. ru/ arti- cles/ global/2003/09/25/200500. html]

Даже далекий гамма-всплеск или иное высокоэнергетическое космическое событие может нести опасность радиационного поражения Земли – причем не только прямым излучением, которое атмосфера в значительной мере блокирует (лавины высокоэнергетичных космических частиц достигают земной поверхности), но и за счет образования в атмосфере радиоактивных атомов, что приведет к сценарию, схожему с применением кобальтовой бомбы. Кроме того, гамма-излучение вызывает окисление азота в атмосфере, в результате чего образуется непрозрачный ядовитый газ – диоксид азота, который, находясь в верхних слоях атмосферы, может блокировать солнечный свет и вызвать новый ледниковый период. Есть гипотеза, что нейтринное излучение, возникающее при взрывах сверхновых звезд, может в некоторых случаях приводить к массовому вымиранию живых существ, так как нейтрино упруго рассеиваются тяжелыми атомами, и энергия этого рассеивания достаточна для нарушения химических связей, а поэтому нейтрино чаще будут вызывать повреждения ДНК, чем другие виды радиации, имеющие гораздо большую энергию. [70 — Collar J.I. Biological effects of stellar collapse neutrinos. Phys. Rev. Lett. 76 (1996), 999–1002 http:// arxiv. org/ abs/ astro- ph/9505028]

Опасность гамма-всплеска – в его внезапности: он начинается из невидимых источников и распространяется со скоростью света. Но в любом случае он может поразить только одно полушарие Земли, так как длится только несколько секунд, самое большее – несколько минут.

Активизация ядра Галактики (где находится огромная черная дыра) – тоже очень маловероятное событие. В далеких молодых галактиках такие ядра активно поглощают вещество, которое закручивается при падении в аккреционный диск и интенсивно продуцирует очень мощное излучение, которое может препятствовать возникновению жизни на планетах. Однако ядро нашей Галактики очень велико, и поэтому может поглощать звезды почти сразу, не разрывая их на части, а значит, с меньшим излучением. Кроме того, оно вполне наблюдаемо в инфракрасных лучах (источник Стрелец А), но закрыто толстым слоем пыли в оптическом диапазоне, и рядом с черной дырой нет большого количества вещества, готового к поглощению, – только одна звезда на орбите с периодом в 5 лет, но и она может летать еще очень долго. И главное, ядро очень далеко от Солнечной системы.

Кроме дальних гамма-всплесков бывают мягкие гамма-всплески, связанные с катастрофическими процессами на особых нейтронных звездах – магнитарах. Так, 27 августа 1998 года вспышка на магнитаре привела к мгновенному снижению высоты ионосферы Земли на 30 км, однако этот магнитар находился на расстоянии 20 000 световых лет. Магнитары в окрестностях Земли неизвестны, но и обнаружить их может оказаться непросто.

Наша оценка вероятности опасных гамма-всплесков может быть серьезно искажена действием эффекта наблюдательной селекции в духе антропного принципа; более того, может сказаться эффект «отложенного спроса» – то есть те звезды, которые «отложили» свой гамма-всплеск (точнее, мы их наблюдаем таковыми в силу антропного принципа), чтобы разумная жизнь на Земле могла сформироваться, теперь могут его осуществить. (Есть предположения, что жизнь во Вселенной крайне редка именно потому, что подавляющее большинство планет стерилизуются гамма-всплесками. Подробнее см. мою статью «Природные катастрофы и антропный принцип». [71 — Турчин A.B. Природные катастрофы и антропный принцип.])

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий
SQL - 48 | 0,106 сек. | 12.5 МБ