Konstnärsintryck av en gammastrålning som exploderade nära jorden. Klicka för att förstora.
Vi lever i ett farligt universum. Lägg nu till gammastrålar på listan - de mest kraftfulla explosionerna i universum. Till och med 10 sekunders strålning från en av dessa händelser skulle vara ett dödligt bakslag för livet på jorden. Innan du börjar leta efter en annan planet att leva på är Dr. Andrew Levan från University of Hertforshire här för att förklara sannolikheterna för en explosion i närheten. Det ser ut som oddsen är till vår fördel.
Lyssna på intervjun: We’re Safe From Gamma Ray Bursts (6.0 MB)
Eller prenumerera på Podcast: universetoday.com/audio.xml
Vad är en podcast?
Fraser Cain: Nu vill jag lära mig hur säker jag är från gammastrålningsutbrott, men först kan du ge förklararen vad dessa explosioner är?
Dr. Andrew Levan: Gamma ray bursts var verkligen ett mysterium under mycket av de senaste 30 åren. De upptäcktes först 1967 av satelliter som lanserades för att söka bevis på kärnkraftsprov som pågår i rymden. Så på 1960-talet var det oro på båda sidor - ryssarna och amerikanerna - vi är oroliga för att den motsatta sidan kan testa kärnvapen någonstans i rymden. Och så fanns ett förbud om testförbud som förbjöd detta och sedan lanserades olika satelliter för att kunna upptäcka signaturen på dessa tester. Och dessa tester skulle ha gett en signatur som skulle ha varit en explosion av gammastrålar. Och så lanserades satelliterna för att söka efter detta. De såg aldrig några gammastrålar från kärnkraftsprover, men vad de hittade var dessa mycket ljusa explosioner som inte händer någonstans i solsystemet. Inte förknippat med något som hände som var uppenbart; inte riktigt månen eller någon av planeterna eller något liknande. Och så det här var de första upptäckta gammastrålar.
Under de flesta de kommande 20 eller 30 åren var det verkligen allt vi visste om dem; dessa konstiga oförklarade blixtar av strålning med hög energi. Detta är lätt med våglängder som är mycket kortare än röntgenstrålar som medicinska bilder använder. Och de var väldigt svåra på grund av det att fastställa dem. Så vi visste verkligen inte var de var, om de var någonstans nära oss eller om de var långt borta. Och sen i slutet av 1990-talet lyckades vi äntligen identifiera deras ursprung genom optiska utsläpp, med normalt ljus, och det visade att det var otroligt ljusa explosioner som inträffar i det avlägsna universum, så du pratar om att se tillbaka tillbaka till bara en några hundra miljoner år efter Big Bang - 95% av vägen tillbaka genom universumets ålder.
Och så, det var ett slags första genombrott. Och sedan under de närmaste åren insåg man att dessa gammastrålsprängningar faktiskt orsakades av en mycket massiv stjärnas kollaps. Så när du pratar väldigt massivt, pratar du faktiskt 20-30 gånger så tungt som solen. Och vad som händer med dessa stjärnor är att de förbränner eller smälter väte till tyngre element vid sina kärnor. Och så småningom slutar den processen, de faller in i sig själva, bildar ett svart hål, och det är den processen som skapar en gammastrålning.
Fraser: Det låter mycket lik processen med en supernovaexplosion. Så vad är skillnaden?
Dr. Levan: Ja, många gammastrålar är supernovaexplosioner. Så de är bara en undergrupp av supernova. Supernova händer när stjärnor som är massivare som är 8 gånger solens massa slut på kärnbränsle och kollapsar, men de bildar oftast en neutronstjärna snarare än ett svart hål. Nu är en neutronstjärna bara något mindre extremt objekt, men den är fortfarande väldigt extrem. Och så är det mer eller mindre solens massa, men kollapsade till en region bara 10 mil tvärs över. Men det som händer där är att du faktiskt får ut mycket mindre energi. Och så när du har dessa väldigt massiva stjärnor som blir gammastrålsprickor, lanseras energin från dessa gammastrålar i en jet. Så det är som en hospipa som pekas rakt mot dig, och den går i princip ut från stjärnans poler i vardera änden. Det lyser upp himlen som en mycket ljus källa. Men det lyser bara kanske några procent av himlen. Och det är där gammastrålarna släpps ut, och det är det som får en gammastråle att spricka. Och bara ett fåtal typer av supernova är de som skapar både de svarta hålen och de nödvändiga förutsättningarna för att skapa en jet är de som skapar gammastrålningen. Och då är gammastrålarna mycket ljusare än de normala supernovorna som vi ser.
Fraser: Och att vara i närheten är dessa en ganska farlig plats att vara. Hur riskabelt är det och hur långt ute är förstörelsens sfär?
Dr. Levan: Människor pratar om supernovaer och de pratar om gammastrålbrott som farliga för jorden. För en supernova måste det verkligen vara väldigt nära; det måste vara inom cirka 10 parsecs av oss (eller 30 ljusår). Det finns verkligen inte så många stjärnor i det. Nu med gammastrålning är skurar så mycket ljusare att det kan vara 30 eller 40 000 ljusår från oss. Så det är halvvägs över galaxen. Om en gick i centrum av galaxen och den träffade jorden, skulle det vara en oerhört farlig sak för oss. Eftersom det som skulle hända är att strålningen med hög energi skulle drabba oss skulle jonera den höga atmosfären och skapa massor av nya, ganska otäcka kväveoxider som skulle skapa surt regn. Det skulle förstöra ozonskiktet, och samtidigt skulle det duscha den sida av jorden som vetter mot det med en otroligt hög dos ultraviolett strålning.
Fraser: Om en av dessa går i din galax är det ett enormt bakslag för livet. Jag kan inte föreställa mig mycket som skulle kunna motstå det, bortsett från det mikrobiella livet under jord.
Dr. Levan: Ja, det gör det verkligen. Påverkan för oss är att du skulle ha den ganska paradoxala situationen att kväveoxiderna som skapades i atmosfären faktiskt skulle kunna blockera det optiska ljuset, så du skulle ha global kylning. Du skulle ha problem med växter fotosyntes och sådant. Men samtidigt eftersom du har ozonskiktet att förstöras skulle du ha ett högt flöde av ultraviolett ljus som verkligen skulle skada alla liv som stöter på det. Och så det skulle påverka utvecklingsprocessen drastiskt. Huruvida det skulle vara möjligt för oss att utvecklas tillräckligt för att leva genom det är mycket osannolikt.
Fraser: Tror forskare att det är ansvarigt för vissa utrotningshändelser tidigare?
Dr. Levan: Det har diskuterats mycket om detta. Uppenbarligen är den mest omtalade utrotningen dinosaurierna och många tror nu att det antagligen var en asteroidhit utanför jorden eller något liknande. Det var verkligen en utrotningshändelse för cirka 400 miljoner år sedan som människor har talat om kanske berodde på en gammastrålbrist. Uppenbarligen är det mycket osäkert när du tittar tillbaka och försöker titta igenom fossilregistret, men säkert har gammastrålsprickor pratats på grund av att de är mindre vanliga än supernova, de kan påverka dig över en så stor volym jorden som människor har talat om fördrivna utrotningar beror på gammastrålar.
Fraser: Okej, nu har jag lovats lite goda nyheter. Lägg det på mig.
Dr. Levan: Vad vi har gjort är att studera en hel del av dessa skurar, cirka 40 av dem. Nu är det här gammastrålningsutbrott som du kan koppla av, de är så långt borta att de faktiskt är svåra att se med även de största teleskop i världen. Men vad vi kan studera från dem är typen av galax där de händer. Och så kallas Vintergatan, som är vår galax, en stor designspiral. Det är en stor stor, mycket massiv galax. Nu när du tittar på de typer av galaxer dessa tenderar att förekomma i, upptäcker du att de alltid finns i dessa små, röriga, mycket oregelbundna galaxer som har en mycket låg massa, som är mycket till skillnad från Vintergatan. Och orsaken till detta är att Vintergatan har mycket av det vi kallar metaller. När astronomer pratar om metaller menar vi inte riktigt saker som aluminium eller järn eller sådant. Vi menar verkligen allt tyngre än väte eller helium. Och så för att få liv måste du ha kol och syre och saker som det som är mycket sällsynt i de små galaxerna som har gammastrålsprängor som går av. Och så vad du inser när du tittar på det är att små galaxer är avgörande för att skapa gammastrålningsbrister eftersom det du egentligen behöver är mycket massiva stjärnor som bildar svarta hål, och det är mycket lättare att göra det i dessa små galaxer som har mycket få metaller. Och vad det väsentligen betyder är att även om vi har haft det tidigare, gammastrålar inte bara inträffar i galaxer som våra egna.
Fraser: Jag vet att en del nyligen visad forskning visar oss några stjärnbildande regioner i närliggande satellitgalaxier till Vintergatan som bygger upp stjärnor som är 50-80 gånger solens massa, så är de bra kandidater eller är det något med tyngre element?
Dr. Levan: Ja, det finns något mycket specifikt med de tyngre elementen. När du har tyngre element i en stjärna, påverkar den faktiskt utvecklingen av stjärnan mycket grundläggande. Och vad som händer är att dessa tunga element har det vi kallar stjärnvindar; ganska starka stjärnvindar. Och vad detta betyder är att de skjuter av allt material som finns utanför dem. Så även om de börjar sina liv som mycket massiva stjärnor, när de slutar sitt liv, har de faktiskt förlorat mycket av den massan att de inte längre är massiva nog för att bilda svarta hål. Och så de bildar faktiskt dessa neutronstjärnor som normala supernovaer. Så det är väldigt lite tvivel om att dessa massiva stjärnor som du ser och de massiva stjärnbildande regionerna som du ser kommer att bilda supernovaer, eftersom de är mycket längre bort är de inget hot mot oss. Och på grund av deras stilla vindar, kommer de att förlora så mycket av sin massa att de inte kan göra svarta hål och så att de inte kan få gammastrålar.
Fraser: Eftersom alla gammastrålar har sett över hela universum, är det nästan som en funktion av åldern - när du tittar längre bort tittar du tillbaka i tiden. Vi brukade ha gammastrålar, men de händer bara inte längre.
Dr. Levan: Ja, så mycket. Uppenbarligen, när stjärnor utvecklas, gör du din första generation av stjärnor. Alla metaller, alla atomer som du ser runt dig, i din kropp, i byggnaden, och allt liknande, är gjorda av supernovaexplosioner i det förflutna. De berikar allt omkring dem, och sedan finns det en annan generation stjärnor som är gjorda av det, och så vidare. Och så när du tittar tillbaka på universumet fanns det mindre av dessa metaller runt, och mindre av dessa tunga element, och så det tidiga universumet är ett mycket mer lovande ställe att leta efter gammastrålbrott än universum som vi ser det nu där bara gammastrålningsutbrott förekommer i små galaxer där det inte har varit så mycket stjärnbildning så länge som det har funnits i Vintergatan.
