Η σύνθετη ζωή μπορεί να είναι δυνατή μόνο στο 10% όλων των γαλαξιών
Το σύμπαν μπορεί να είναι ένα πιο μοναχικό μέρος από ό,τι πιστεύαμε προηγουμένως. Από τα εκτιμώμενα 100 δισεκατομμύρια γαλαξίες στο παρατηρήσιμο σύμπαν, μόνο ένας στους 10 μπορεί να υποστηρίξει περίπλοκη ζωή όπως αυτή στη Γη, υποστηρίζει ένα ζευγάρι αστροφυσικών. Οπουδήποτε αλλού, αστρικές εκρήξεις γνωστές ως εκρήξεις ακτίνων γάμμα θα εξαφάνιζαν τακτικά οποιεσδήποτε μορφές ζωής πιο περίτεχνες από τα μικρόβια. Οι εκρήξεις κράτησαν επίσης το σύμπαν άψυχο για δισεκατομμύρια χρόνια μετά τη Μεγάλη Έκρηξη, λένε οι ερευνητές.
«Είναι κάπως περίεργο το γεγονός ότι μπορούμε να έχουμε ζωή μόνο στο 10% των γαλαξιών και μόνο μετά από 5 δισεκατομμύρια χρόνια», λέει ο Brian Thomas, ένας φυσικός στο Πανεπιστήμιο Washburn στην Τοπέκα που δεν συμμετείχε στο έργο. Αλλά "η συνολική μου εντύπωση είναι ότι μάλλον έχουν δίκιο" εντός των αβεβαιοτήτων σε μια βασική παράμετρο στην ανάλυση.
Οι επιστήμονες σκέφτονται εδώ και καιρό εάν μια έκρηξη ακτίνων γάμμα θα μπορούσε να βλάψει τη Γη. Οι εκρήξεις ανακαλύφθηκαν το 1967 από δορυφόρους που σχεδιάστηκαν για να εντοπίζουν δοκιμές πυρηνικών όπλων και τώρα εμφανίζονται με ρυθμό περίπου μία την ημέρα. Κυκλοφορούν σε δύο τύπους. Οι σύντομες εκρήξεις ακτίνων γάμμα διαρκούν λιγότερο από ένα ή δύο δευτερόλεπτα. Πιθανότατα συμβαίνουν όταν δύο αστέρια νετρονίων ή μαύρες τρύπες σπειροειδώς το ένα μέσα στο άλλο. Οι μεγάλες εκρήξεις ακτίνων γάμμα διαρκούν για δεκάδες δευτερόλεπτα και συμβαίνουν όταν τεράστια αστέρια καίγονται, καταρρέουν και εκρήγνυνται. Είναι πιο σπάνιες από τις κοντές αλλά απελευθερώνουν περίπου 100 φορές περισσότερη ενέργεια. Μια μακρά έκρηξη μπορεί να ξεπεράσει το υπόλοιπο σύμπαν σε ακτίνες γάμμα, οι οποίες είναι φωτόνια υψηλής ενέργειας.
Αυτή η ίδια η λάμψη ακτινοβολίας διάρκειας δευτερολέπτων δεν θα εξαφάνιζε τη ζωή σε έναν κοντινό πλανήτη. Μάλλον, εάν η έκρηξη ήταν αρκετά κοντά, οι ακτίνες γάμμα θα πυροδοτούσαν μια αλυσίδα χημικών αντιδράσεων που θα κατέστρεφαν το στρώμα του όζοντος στην ατμόσφαιρα ενός πλανήτη. Με το προστατευτικό αυτό αέριο να έχει εξαφανιστεί, η θανατηφόρα υπεριώδης ακτινοβολία από τον ήλιο ενός πλανήτη θα έπεφτε βροχή για μήνες ή χρόνια—αρκετά για να προκαλέσει μαζικό θάνατο.
Πόσο πιθανό είναι να συμβεί αυτό; Ο Tsvi Piran, ένας θεωρητικός αστροφυσικός στο Εβραϊκό Πανεπιστήμιο της Ιερουσαλήμ και ο Raul Jimenez, ένας θεωρητικός αστροφυσικός στο Πανεπιστήμιο της Βαρκελώνης στην Ισπανία, εξερευνούν αυτό το αποκαλυπτικό σενάριο σε μια δημοσίευση που δημοσιεύεται στο Physical Review Letters .
Οι αστροφυσικοί κάποτε πίστευαν ότι οι εκρήξεις ακτίνων γάμμα θα ήταν πιο συχνές σε περιοχές των γαλαξιών όπου τα αστέρια σχηματίζονται γρήγορα από νέφη αερίων. Ωστόσο, πρόσφατα δεδομένα δείχνουν ότι η εικόνα είναι πιο περίπλοκη:Οι μεγάλες εκρήξεις συμβαίνουν κυρίως σε περιοχές σχηματισμού άστρων με σχετικά χαμηλά επίπεδα στοιχείων βαρύτερων από το υδρογόνο και το ήλιο—χαμηλά σε «μεταλλικότητα», σύμφωνα με την ορολογία των αστρονόμων.
Χρησιμοποιώντας τη μέση μεταλλικότητα και την πρόχειρη κατανομή των άστρων στον γαλαξία μας, οι Piran και Jimenez υπολογίζουν τους ρυθμούς για μεγάλες και μικρές εκρήξεις σε όλο τον γαλαξία. Ανακαλύπτουν ότι οι πιο ενεργητικές μακριές εκρήξεις είναι οι πραγματικοί δολοφόνοι και ότι η πιθανότητα η Γη να έχει εκτεθεί σε μια θανατηφόρα έκρηξη τα τελευταία δισεκατομμύρια χρόνια είναι περίπου 50%. Ορισμένοι αστροφυσικοί έχουν προτείνει μια έκρηξη ακτίνων γάμμα μπορεί να προκάλεσε την εξαφάνιση της Ορδοβίκιας, έναν παγκόσμιο κατακλυσμό πριν από περίπου 450 εκατομμύρια χρόνια που εξάλειψε το 80% των ειδών της Γης, σημειώνει ο Piran.
Στη συνέχεια, οι ερευνητές εκτιμούν πόσο άσχημα θα τηγανιζόταν ένας πλανήτης σε διάφορα μέρη του γαλαξία. Η τεράστια πυκνότητα των αστεριών στο μέσο του γαλαξία διασφαλίζει ότι οι πλανήτες που βρίσκονται σε απόσταση περίπου 6500 ετών φωτός από το γαλαξιακό κέντρο έχουν περισσότερες από 95% πιθανότητες να έχουν υποστεί μια θανατηφόρα έκρηξη ακτίνων γάμμα τα τελευταία δισεκατομμύρια χρόνια. Γενικά, συμπεραίνουν, ότι η ζωή είναι δυνατή μόνο στις εξωτερικές περιοχές μεγάλων γαλαξιών. (Το δικό μας ηλιακό σύστημα απέχει περίπου 27.000 έτη φωτός από το κέντρο.)
Τα πράγματα είναι ακόμη πιο ζοφερά σε άλλους γαλαξίες, αναφέρουν οι ερευνητές. Σε σύγκριση με τον Γαλαξία, οι περισσότεροι γαλαξίες είναι μικροί και χαμηλής μεταλλικότητας. Ως αποτέλεσμα, το 90% από αυτούς θα πρέπει να έχουν πάρα πολλές μεγάλες εκρήξεις ακτίνων γάμμα για να διατηρήσουν τη ζωή, υποστηρίζουν. Επιπλέον, για περίπου 5 δισεκατομμύρια χρόνια μετά τη Μεγάλη Έκρηξη, όλοι οι γαλαξίες ήταν έτσι, τόσο μεγάλες εκρήξεις ακτίνων γάμμα θα έκαναν τη ζωή αδύνατη οπουδήποτε.
Είναι όμως το 90% των γαλαξιών άγονοι; Αυτό μπορεί να πάει πολύ μακριά, λέει ο Thomas. Οι εκθέσεις ακτινοβολίας για τις οποίες μιλούν οι Πιράν και Χιμένεθ θα προκαλούσαν μεγάλη ζημιά, αλλά πιθανότατα δεν θα έσβησαν κάθε μικρόβιο, υποστηρίζει. «Σβήνεις τελείως τη ζωή;» αυτος λεει. "Μάλλον όχι." Όμως ο Πιράν λέει ότι το πραγματικό ζήτημα είναι η ύπαρξη ζωής με δυνατότητες ευφυΐας. «Είναι σχεδόν βέβαιο ότι τα βακτήρια και οι κατώτερες μορφές ζωής θα μπορούσαν να επιβιώσουν από ένα τέτοιο γεγονός», αναγνωρίζει. "Αλλά [για πιο σύνθετη ζωή] θα ήταν σαν να πατάς ένα κουμπί επαναφοράς. Θα πρέπει να ξεκινήσετε από την αρχή."
Η ανάλυση θα μπορούσε να έχει πρακτικές συνέπειες για την αναζήτηση ζωής σε άλλους πλανήτες, λέει ο Piran. Για δεκαετίες, επιστήμονες του Ινστιτούτου SETI στο Mountain View της Καλιφόρνια, χρησιμοποιούσαν ραδιοτηλεσκόπια για να αναζητήσουν σήματα από ευφυή ζωή σε πλανήτες γύρω από μακρινά αστέρια. Αλλά οι ερευνητές του SETI κοιτάζουν κυρίως προς το κέντρο του Γαλαξία, όπου τα αστέρια είναι πιο άφθονα, λέει ο Piran. Εκεί ακριβώς είναι όπου οι εκρήξεις ακτίνων γάμμα μπορεί να κάνουν αδύνατη την ευφυή ζωή, λέει:"Λέμε ότι ίσως πρέπει να κοιτάξετε προς την ακριβώς αντίθετη κατεύθυνση."
