Bør du være bekymret for gammastråleutbrudd?

Kunstnerens illustrasjon av en lys gammastråle som oppstår i et stjernedannende område. Energi fra eksplosjonen sendes inn i to smale, motsatt rettede stråler. NASA

Av alle de kosmiske katastrofene som kan påvirke planeten vår, er et angrep fra stråling fra en gammastråling absolutt en av de mest ekstreme. GRB-er, som de kalles, er kraftige hendelser som frigjør enorme mengder gammastråler. Disse er blant de mest dødelige strålingene som er kjent. Hvis en person tilfeldigvis var i nærheten av et gammastråleproduserende objekt, ville de bli stekt på et øyeblikk. Visst kan en gammastråling påvirke livets DNA, og forårsake genetisk skade lenge etter at utbruddet er over. Hvis noe slikt skjedde i jordens historie, kunne det godt ha endret utviklingen av livet på planeten vår.

https://svs.gsfc.nasa.gov/3149 ' id='mntl-sc-block-image_1-0-2' />

Hvis et gammastråleutbrudd traff Jorden, ville disse områdene av planeten se høyere enn normalt DNA i planeter, dyr og mennesker. NASA/Goddard Space Flight Center Scientific Visualization Studio https://svs.gsfc.nasa.gov/3149

Den gode nyheten er at jorden blir sprengt av en GRB er en ganske usannsynlig hendelse. Det er fordi disse utbruddene oppstår så langt unna at sjansene for å bli skadet av en er ganske små. Likevel er de fascinerende hendelser som fanger oppmerksomheten til astronomer når de inntreffer.

Hva er gammastråleutbrudd?

Gammastråleutbrudd er gigantiske eksplosjoner i fjerne galakser som sender ut svermer av kraftig energiske gammastråler. Stjerner, supernovaer og andre objekter i verdensrommet utstråler energien sin i ulike former for lys, inkludert synlig lys ,røntgenstråler, gammastråler, radiobølger , og nøytrinoer, for å nevne noen. Gammastråleutbrudd fokuserer energien deres på en bestemt bølgelengde. Som et resultat er de noen av de kraftigste hendelsene i universet, og eksplosjonene som skaper dem er også ganske lyse i synlig lys.

Dette kartet viser plasseringen av tusen gammastråleutbrudd over himmelen. Nesten alle forekom i fjerne galakser. NASA/Swift

Anatomien til en gammastråleutbrudd

Hva forårsaker GRBs? I lang tid forble de ganske mystiske. De er så lyse at folk først trodde de kunne være veldig nære. Det viser seg nå at mange er veldig fjerne, noe som betyr at energien deres er ganske høy.

Astronomer vet nå at det skal noe veldig rart og massivt til for å skape et av disse utbruddene. De kan oppstå når to sterkt magnetiserte objekter, som svarte hull eller nøytronstjerner kolliderer, går magnetfeltene deres sammen. Den handlingen skaper enorme jetfly som fokuserer energiske partikler og fotoner som strømmer ut fra kollisjonen. Strålene strekker seg over mange lysår med plass. Tenk på dem som Star Trek -lignende phaser-utbrudd, bare mye kraftigere og når ut på en nesten kosmisk skala.

En illustrasjon av et gammastråleutbrudd som involverer et sort hull og en stråle av materiale som raser over verdensrommet. NASA

Energien til et gammastråleutbrudd fokuseres langs en smal stråle. Astronomer sier det er 'kollimert'. Når en supermassiv stjerne kollapser, kan det skape en langvarig utbrudd. Kollisjonen av to sorte hull eller nøytronstjerner skaper kortvarige utbrudd. Merkelig nok kan kortvarige utbrudd være mindre kollimerte eller, i noen tilfeller, ikke sterkt fokuserte i det hele tatt. Astronomer jobber fortsatt med å finne ut hvorfor dette kan være.

Hvorfor vi ser GRB-er

Kollimering av energien til eksplosjonen betyr at mye av den blir fokusert i en smal stråle. Hvis Jorden tilfeldigvis er langs siktelinjen til den fokuserte eksplosjonen, oppdager instrumenter GRB med en gang. Det produserer faktisk et sterkt støt av synlig lys også. En langvarig GRB (som varer mer enn to sekunder) kan produsere (og fokusere) samme mengde energi som ville blitt skapt hvis 0,05 % av solen øyeblikkelig ble omgjort til energi. Nå, det er en stor blast!

Det er vanskelig å forstå omfanget av den typen energi. Men når så mye energi sendes direkte fra halvveis over universet, kan den være synlig for det blotte øye her på jorden. Heldigvis er de fleste GRB-er ikke så nær oss.

Hvor ofte oppstår gammastråleutbrudd?

Generelt oppdager astronomer omtrent ett utbrudd om dagen. Imidlertid oppdager de bare de som stråler strålingen deres i den generelle retningen til jorden. Så astronomer ser sannsynligvis bare en liten prosentandel av det totale antallet GRB-er som forekommer i universet.

Det reiser spørsmål om hvordan GRB-er (og objektene som forårsaker dem) er fordelt i rommet. De er sterkt avhengige av tettheten til stjernedannende områder, så vel som alderen til galaksen som er involvert (og kanskje andre faktorer også). Mens de fleste ser ut til å forekomme i fjerne galakser, kan de skje i nærliggende galakser, eller til og med i vår egen. GRB-er i Melkeveien ser imidlertid ut til å være ganske sjeldne.

Kan et gammastråleutbrudd påvirke livet på jorden?

Nåværende estimater er at et gammastråleutbrudd vil skje i vår galakse, eller i en nærliggende galakse, omtrent en gang hvert femte million år. Imidlertid er det ganske sannsynlig at strålingen ikke vil ha noen innvirkning på jorden. Det må skje ganske nært oss for at det skal ha effekt.

Alt avhenger av strålen. Selv objekter som er svært nær et gammastråleutbrudd kan være upåvirket hvis de ikke er i strålebanen. Men hvis en gjenstand er i veien kan resultatene være ødeleggende. Det er bevis som tyder på at en noe nærliggende GRB kunne ha skjedd for rundt 450 millioner år siden, noe som kan ha ført til en masseutryddelse. Bevisene for dette er imidlertid fortsatt skjemmende.

Står i veien for bjelken

En nærliggende gammastråleutbrudd, strålte direkte mot jorden, er ganske usannsynlig. Men hvis det skjedde, vil mengden skade avhenge av hvor nær utbruddet er. Forutsatt at en forekommer i Melkeveien galakse, men veldig langt unna solsystemet vårt, er det kanskje ikke så ille. Hvis det skjer relativt i nærheten, så avhenger det av hvor mye av strålen Jorden skjærer.

Med gammastrålene strålet direkte mot jorden, ville strålingen ødelegge en betydelig del av atmosfæren vår, spesielt ozonlaget. Fotonene som strømmer fra utbruddet vil forårsake kjemiske reaksjoner som fører til fotokjemisk smog. Dette vil ytterligere utarme vår beskyttelse mot kosmiske stråler . Så er det de dødelige dosene av stråling som overflateliv ville oppleve. Sluttresultatet ville være masseutryddelse av de fleste arter av liv på planeten vår.

Heldigvis er den statistiske sannsynligheten for en slik hendelse lav. Jorden ser ut til å være i et område av galaksen der supermassive stjerner er sjeldne, og binær kompakte objektsystemer er ikke farlig i nærheten. Selv om en GRB skjedde i galaksen vår, er sannsynligheten for at den ville være rettet rett mot oss ganske sjelden.

Så selv om GRB-er er noen av de kraftigste hendelsene i universet, med kraften til å ødelegge liv på alle planeter i veien, er vi generelt veldig trygge.

Astronomer observerer GRB-er med romfartøy i bane, for eksempel FERMI-oppdraget. Den sporer hver gammastråle som sendes ut fra kosmiske kilder, både inne i vår galakse og i fjerne områder av verdensrommet. Den fungerer også som en slags 'tidlig varsling' om innkommende utbrudd, og måler deres intensitet og plassering.

Slik ser gammahimmelen ut sett av NASAs Fermi-teleskop. Alle de lyse kildene sender ut gammastråler med styrker større enn 1 GeV (giga-elektron-volt). Kreditt: NASA/DOE/Fermi LAT-samarbeid

Redigert og oppdatert avCarolyn Collins Petersen.