Ե՞րբ է Երկրին կհասնի գամմա-ճառագայթների պայթյունը և ինչու են բոլոր կենդանի արարածները կմահանան

2024 Հեղինակ: Seth Attwood | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2023-12-16 16:07

Ինչպես գրում է Plait-ը Death From Above-ում, գամմա ճառագայթների պոռթկումն ամենավառ իրադարձությունն է Մեծ պայթյունից ի վեր: Ոչ մի նման պայթյուն չի կրկնում մյուսը, բայց դրանք բոլորն էլ առաջանում են գալակտիկական մասշտաբի աղետների պատճառով. երբ շատ մեծ աստղերը մեռնում են, դադարում են «այրվել» և փլուզվել իրենց իսկ գրավիտացիայի ազդեցության տակ կամ, ենթադրաբար, երկու նեյտրոնային աստղերի բախման պատճառով: (Քաղաքի չափով օբյեկտներ, բայց զանգվածով, ինչպես մեկ կամ երկու արև):

Նման դեպքերում էներգիան արտանետվում է ոչ թե հավասարաչափ բոլոր ուղղություններով, այլ ուղղորդված ճառագայթներով։ Այս իրադարձությունն այնքան մեծ է, որ երբեմն անզեն աչքով կարելի է տեսնել միլիարդավոր (!) լուսային տարիներ: Ի՞նչ կլինի, եթե նման ճառագայթը դիպչի Երկրին:

Ենթադրենք, որ GRB-ն տեղի է ունեցել շատ մոտ՝ 100 լուսատարի հեռավորության վրա: Նույնիսկ այդքան մոտ հեռավորության վրա գամմա-ճառագայթների պոռթկումի ճառագայթի տրամագիծը հսկայական կլինի՝ 80 տրիլիոն կմ: Սա նշանակում է, որ ամբողջ Երկիրը, ամբողջ Արեգակնային համակարգը կուլ կտա նրան, ինչպես ավազի լուը, որը գրավել է ցունամիին:

Բարեբախտաբար, GRB-ները համեմատաբար կարճատև են, ուստի ճառագայթը կհարվածի մեզ մեկ վայրկյանից մի քանի րոպեից պակաս: Միջին պոռթկումը տևում է մոտ տասը վայրկյան:

Սա երկար չէ՝ համեմատած Երկրի պտույտի հետ, ուստի ճառագայթը կհարվածի միայն մեկ կիսագնդին: Երկրորդ կիսագունդը համեմատաբար անվտանգ կլիներ… գոնե որոշ ժամանակով: Ամենասարսափելի հետևանքները կլինեն գամմա-ճառագայթի պայթյունից անմիջապես ներքևում գտնվող վայրերում (որտեղ բռնկումը տեսանելի կլինի անմիջապես վերևում՝ զենիթում), և նվազագույնը, որտեղ բռնկումը տեսանելի կլինի հորիզոնում: Բայց միևնույն է, ինչպես կտեսնենք, Երկրի վրա ոչ մի տեղ լիովին անվտանգ չի լինի:

Անզուսպ էներգիան, որը կթափվի Երկրի վրա, ճնշող է: Սա ավելին է, քան Սառը պատերազմի ամենավատ մղձավանջները. դա նման է մեկ մեգատոն միջուկային ռումբի պայթեցմանը գամմա-ճառագայթի պայթյունի կողքից մոլորակի յուրաքանչյուր 2,5 կմ2-ի վրա: Սա (հավանաբար) բավարար չէ օվկիանոսները եռալու կամ մթնոլորտը Երկրից պոկելու համար, բայց ավերածությունները ըմբռնումից դուրս կլինեն:

Նկատի ունեցեք, որ այս ամենը 900 տրիլիոն կմ հեռավորության վրա գտնվող օբյեկտից է։

Ցանկացած ոք, ով նայում է երկնքին լուսաբռնկման պահին, կարող է կուրանալ, թեև տեսանելի տիրույթում պայծառության գագաթնակետին հավանաբար կհասնեն միայն մի քանի վայրկյանից հետո, ինչը բավական է թոթափելու և շրջվելու համար: Ոչ թե դա շատ օգնեց:

Նրանք, ում այդ պահին փողոցում կբռնեին, մեծ խնդիրներ կունենային։ Նույնիսկ եթե նրանք չայրվեին շոգից, և կվառեին, նրանք անմիջապես մահացու այրվածք կստանային ուլտրամանուշակագույն ճառագայթման հսկայական հոսքից: Օզոնային շերտը բառացիորեն անմիջապես կկործանվի, և գամմա-ճառագայթների և Արեգակի ուլտրամանուշակագույն ճառագայթումը ազատորեն կհասնի Երկրի մակերեսին, ինչի արդյունքում այն, ինչպես նաև օվկիանոսները մի քանի մետր խորության վրա կդառնան անպտուղ:

Եվ սա միայն ուլտրամանուշակագույն ճառագայթումից և ջերմությունից: Թվում է, թե դաժան է նույնիսկ նշել գամմայի և ռենտգենյան ճառագայթների ազդեցության շատ, շատ ավելի վատ հետևանքները:

Փոխարենը մի փոքր շեղվենք։ Գամմա ճառագայթների պոռթկումները աներևակայելի հազվադեպ են: Թեև դրանք, ամենայն հավանականությամբ, տեղի են ունենում օրական մի քանի անգամ տիեզերքում ինչ-որ տեղ, տիեզերքն ինքնին շատ մեծ է: Ներկայումս հավանականությունը, որ դրանցից մեկը տեղի կունենա մեզանից 100 լուսատարի հեռավորության վրա, զրոյական է։ Կատարյալ, բացարձակ զրո: Մեզ մոտ բացարձակապես չկան աստղեր, որոնք սկզբունքորեն կարող են առաջացնել գամմա ճառագայթման պոռթկում:Գերնոր աստղի ամենամոտ թեկնածուն ավելի հեռու է, և GRB-ները շատ ավելի հազվադեպ են, քան գերնորերը:

Լավ զգալ? Լավ. Հիմա փորձենք ավելի իրատեսական մոտեցում: Ո՞րն է գամմա ճառագայթների պայթյունի աղբյուրների ամենամոտ թեկնածուն:

Հարավային կիսագնդի երկնքում անզեն աչքով աննկատելի աստղ կա։ Այն կոչվում է Eta Carinae, կամ պարզապես Eta, աղոտ աստղ ավելի պայծառ աստղերի ամբոխի մեջ: Այնուամենայնիվ, նրա աղոտ լույսը խաբում է, թաքցնելով իր կատաղությունը դրա հետևում: Այն իրականում գտնվում է մոտ 7500 լուսատարի հեռավորության վրա՝ իրականում ամենահեռավոր աստղը, որը կարելի է տեսնել անզեն աչքով:

Աստղն ինքնին (իրականում Eta-ն կարող է լինել երկուական համակարգ, երկու աստղեր, որոնք պտտվում են միմյանց շուրջը: Աստղը շրջապատող նյութն այնքան պայծառություն և միջամտություն է տալիս, որ աստղագետները դեռ հարյուր տոկոսով վստահ չեն) հրեշ է. նրա զանգվածը կարող է լինել 100: Արեգակի զանգվածը կամ ավելին է, և այն արձակում է 5 միլիոն անգամ ավելի շատ էներգիա, քան Արևը. Ժամանակ առ ժամանակ Էտան սպազմ է ունենում, և նա հսկայական քանակությամբ նյութ է արտանետում։ 1843 թվականին նա այնպիսի կատաղի ցնցում ունեցավ, որ նա դարձավ երկնքի երկրորդ ամենապայծառ աստղը, նույնիսկ այդքան մեծ հեռավորության վրա: Այն 1,5 միլիոն կմ/ժ-ից ավելի արագությամբ դուրս է նետել Արեգակի զանգվածից տասն անգամ գերազանցող նյութի հսկայական քանակություն: Այսօր մենք տեսնում ենք այդ պայթյունի հետևանքները իրարից տարբերվող նյութի երկու հսկայական ամպերի տեսքով, որոնք նման են տիեզերական հրացանի կրակոցի: Այդ իրադարձությունը գրեթե նույնքան հզոր էր, որքան գերնոր աստղը:

Eta-ն ունի մոտալուտ GRB-ի բոլոր հատկանիշները: Այն, անշուշտ, կպայթի գերնոր աստղի պես, բայց հայտնի չէ՝ դա հիպերնովայի տիպի գամմա-ճառագայթային պոռթկում կլինի, թե ոչ։ Հարկ է նաև նշել, որ եթե այն պայթի և արձակի գամմա-ճառագայթների պայթյուն, ապա այս համակարգի կողմնորոշումն այնպիսին է, որ ճառագայթը չի դիպչի Երկրին: Մենք դա կարող ենք որոշել 1843-ի բռնագրավման ժամանակ արտանետված գազային ամպերի երկրաչափությունից. Ավելի կոնկրետ բացատրեմ. կարճաժամկետ կամ նույնիսկ միջնաժամկետ հեռանկարում Էտայից կամ այլ տեղից գամմա-ճառագայթների պոռթկումը մեզ չի սպառնում։

Բայց դեռ հետաքրքիր է մտածել «ինչ կլիներ, եթե»: Իսկ եթե Էտան մեզ թիրախ դարձներ և վերածվեր հիպերնովայի: Ի՞նչ կլիներ այդ դեպքում:

Կրկին լավ բան չկա: Չնայած այն հանգամանքին, որ այն նույնիսկ պայծառությամբ չի մոտենա Արեգակին, այն կլինի նույնքան պայծառ, որքան Լուսինը, կամ նույնիսկ տասն անգամ ավելի պայծառ: Դուք չեք կարող նայել դրան առանց աչք փակելու, բայց այդ պայծառությունը կտևի ընդամենը մի քանի վայրկյան կամ րոպե, ուստի, հավանաբար, երկարաժամկետ վնաս չի լինի բուսական կամ կենդանական աշխարհի կյանքի ցիկլերին:

Ուլտրամանուշակագույն ճառագայթը կլինի ինտենսիվ, բայց կարճ: Բացօթյա մարդիկ կարող են չափավոր արևայրուք զգալ, բայց, հավանաբար, ապագայում մաշկի քաղցկեղի դեպքերի վիճակագրորեն նշանակալի աճ չի լինի:

Սակայն գամմայի և ռենտգենյան ճառագայթների դեպքում իրավիճակը բոլորովին այլ է: Երկրի մթնոլորտը կկլանի այս տեսակի ճառագայթումը, և դրա հետևանքները շատ ավելի վատ կլինեն, քան մոտակա գերնոր աստղի դեպքում:

Ամենաուղղակի հետևանքը կլինի հզոր էլեկտրամագնիսական իմպուլսը, որը շատ ավելի հզոր է, քան այն, որը ստեղծվել է Հավայան կղզիներում Starfish Prime սարքի միջուկային փորձարկումների ժամանակ: Այս դեպքում EMP-ը (էլեկտրամագնիսական իմպուլսը՝ մոտավորապես ՏԱՍՍ) ակնթարթորեն կկործանի Երկրի այդ կիսագնդի ցանկացած անպաշտպան էլեկտրոնային սարք, որն ուղղված էր դեպի պոռթկումը։ Կդադարեն աշխատել համակարգիչները, հեռախոսները, ինքնաթիռները, մեքենաները, էլեկտրոնիկայի հետ կապված ցանկացած առարկա։ Սա վերաբերում է նաև էներգահամակարգերին. հսկայական հոսանքներ կներարկվեն էլեկտրահաղորդման գծերի մեջ՝ առաջացնելով դրանց ծանրաբեռնվածություն:Մարդիկ կմնային առանց էլեկտրականության և առանց միջքաղաքային կապի որևէ միջոցի (բոլոր արբանյակների սարքավորումները, այնուամենայնիվ, կվառվեին գամմա ճառագայթումից)։ Սա պարզապես անհարմարություն չի լինի, քանի որ դա նշանակում է, որ հիվանդանոցները, հրշեջ բաժանմունքները և շտապ օգնության այլ ծառայություններ նույնպես հոսանքազրկված կլինեն:

Բայց, ինչպես կտեսնենք մի պահ, մենք կարող ենք շտապ օգնության կարիք չունենալ…

Հետևանքները Երկրի մթնոլորտի համար ծանր կլինեն։ Գիտնականները ուշադիր ուսումնասիրում են այս իրավիճակը։ Օգտագործելով 3-րդ գլխում նկարագրված նույն մոդելները, և ենթադրելով, որ GRB-ն առաջացել է Էտայի հեռավորությունից, նրանք որոշել են, թե ինչ հետևանքներ կունենան: Եվ այս հետեւանքները բոլորովին հուսադրող չեն։

Օզոնային շերտին ուժեղ հարված կհասցվեր. Պոռթկումից ստացված գամմա ճառագայթներն ամբողջությամբ կկործանեն օզոնի մոլեկուլները: Ողջ աշխարհում օզոնի շերտը կկրճատվի միջինը 35%-ով, իսկ որոշ ընտրված շրջաններում այն կկրճատվի ավելի քան 50%-ով։ Սա ինքնին աներևակայելի վնասակար է. նկատի ունեցեք, որ մեր ներկայիս օզոնի խնդիրները պայմանավորված են համեմատաբար փոքր անկմամբ՝ ընդամենը 3% կամ ավելի:

Սրա հետևանքները շատ երկարաժամկետ են և կարող են տևել տարիներ. նույնիսկ հինգ տարի անց օզոնային շերտը կարող է 10%-ով ավելի բարակ մնալ: Այս ընթացքում Արեգակի ուլտրամանուշակագույն ճառագայթումը ավելի ինտենսիվ կլիներ Երկրի մակերեսին: Սննդային շղթայի ողնաշարը կազմող միկրոօրգանիզմները շատ զգայուն են դրա նկատմամբ։ Շատերը կմահանային, ինչը կհանգեցնի սննդի շղթայում ավելի բարձր այլ տեսակների վերջնական ոչնչացմանը:

Ի հավելումն ամեն ինչի՝ կարմրավուն շագանակագույն ազոտի երկօքսիդը, որը առաջանում է Էտա Կարինայից գամմա-ճառագայթների պոռթկումից (տե՛ս 2-րդ և 3-րդ գլուխները) զգալիորեն կնվազեցնի Երկիր հասնող արևի լույսի քանակը:

Դրա ճշգրիտ հետևանքները դժվար է որոշել, բայց հավանական է, որ ամբողջ Երկրի վրա արևի լույսի քանակի նվազումը նույնիսկ մի քանի տոկոսով (ազոտի երկօքսիդը կտարածվի ողջ մթնոլորտում) կհանգեցնի Երկրի զգալի սառեցմանը և ենթադրաբար կարող է դառնալ սառցե դարաշրջանի մեկնարկային գործոն։

Բացի այդ, քիմիական խառնուրդում բավականաչափ ազոտաթթու կլինի, որը կներկայացնի թթվային անձրևը, և դա տեսականորեն կործանարար հետևանքներ կունենա շրջակա միջավայրի համար:

Հաջորդը, պոռթկումից ենթաատոմային մասնիկների (տիեզերական ճառագայթների) հետ կապված խնդիր կա: Թե ինչ վնաս կհասցվեր նրանցից, կոնկրետ հայտնի չէ։ Սակայն, ինչպես մենք քննարկեցինք 2-րդ և 3-րդ գլուխներում, բարձր էներգիայի մասնիկները կարող են ունենալ Երկրի վրա բազմաթիվ հետևանքներ: Գամմա-ճառագայթը, որը պայթել է 7500 լուսատարի հեռավորության վրա, մեր մթնոլորտ կուղարկի հսկայական քանակությամբ ենթատոմային մասնիկներ, և դրանք կթռչեն լույսի արագությունից մի փոքր փոքր արագությամբ: Պոռթկումի հայտնվելուց ընդամենը մի քանի ժամ անց նրանք արդեն կներխուժեին մեր մթնոլորտ՝ մյուոնների հեղեղ թափելով։ Մենք անընդհատ դիտարկում ենք տիեզերքից ժամանող մյուոններ, բայց փոքր քանակությամբ: Այնուամենայնիվ, մոտակա GRB-ն կառաջացնի մյուոնների զանգված: Աստղագետների մի խումբ հաշվարկել է, որ մինչև 46 միլիարդ մյուոն մեկ սմ2-ի վրա Երկրի մակերևույթի վրա կնվազի ամբողջ պայթած կիսագնդում: Ինչ-որ բան դուք ստանում եք դրանից, ապա պարզապես հիշեք, որ մոտակա գամմա ճառագայթման պայթյունը վատ է: Թվում է, թե սա շատ է, լավ, այո, այդպես է: Այս մասնիկները դուրս կգան երկնքից և կլանվեին այն ամենով, ինչ խանգարում է նրանց ճանապարհին: Հաշվի առնելով, թե որքան լավ են մարմնի հյուսվածքները կարող կլանել մյուոնները, աստղագետները, ովքեր կատարել են հաշվարկը, պարզել են, որ անպաշտպան անձը կստանա մահացու չափաբաժնից տասնյակ անգամ ավելի բարձր ճառագայթման չափաբաժին: Թաքցնելը շատ բան չի օգնի. մյուոնները կարող են ջրի մեջ ներթափանցել գրեթե 2 կմ խորությամբ և մինչև 800 մ ժայռերի մեջ: Հետևաբար, Երկրի վրա գրեթե ողջ կյանքը կազդի:

Այսպիսով, օզոնային շերտի քայքայումն այդքան մեծ խնդիր չի լինի:Այն ժամանակ, երբ դա խնդիր դառնար, Երկրի վրա կենդանիների և բույսերի մեծ մասը վաղուց մահացած կլիներ:

Սա մղձավանջային սցենարն է, որը նկարագրված է այս գլխի սկզբում: Այնուամենայնիվ, նախքան խուճապի մատնվելը, հիշեք. Էտա Կարինայի հնարավոր գամմա-ճառագայթների պայթյունը, անշուշտ, չի ուղղվի մեր ուղղությամբ: Բայց նախքան ամփոփելը, ես կասեմ, որ կա գամմա-ճառագայթների պոռթկման ևս մեկ հնարավոր նախահայր, որը մենք պետք է հիշենք: Այն կոչվում է WR 104 և պատահաբար մեզանից մոտավորապես նույն հեռավորությունն է, ինչ Eta-ն: WR 104-ը երկուական համակարգ է, որի աստղերից մեկը փքված զանգվածային գազան է, որը մոտենում է իր կյանքի ավարտին: Այն կարող է պայթել՝ արձակելով գամմա ճառագայթների պայթյուն, և այն կարող է քիչ թե շատ ուղղված լինել մեզ վրա, բայց այս երկու ենթադրություններն էլ ճշգրիտ չեն: Ամենայն հավանականությամբ այս հրեշը մեզ էլ չի սպառնում, բայց հարկ է նշել։