Гамма-вспышки могли вызвать массовые вымирания на Земле

Новая оценка частоты гамма-вспышек в окрестностях нашей планеты показывает, что такие события регулярно происходят в Млечном Пути и способны вызвать массовую гибель всего живого в кратчайшие сроки.

Майкл Гоуэнлок (Michael G. Gowanlock) из Массачусетского технологического института (США) рассчитал вероятность воздействия гамма-всплеска на систему типа Солнечной. Как оказалось, в этой части Галактики она сравнительно умеренна. Лишь 35—60% процентов всех систем подверглись вспышкам за последний миллиард лет. Правда, каждый такой случай для обитаемой планеты может вызвать вымирание многих наземных видов. Соответствующая статья направлена на публикацию в The Astrophysical Journal, а с её препринтом можно ознакомиться на сайте Корнелльского университета.

Гамма-всплеском называют очень узкий луч мощного излучения, испускаемого во время вспышки сверхновой, когда быстро вращающаяся массивная звезда коллапсирует, превращаясь в нейтронную звезду или чёрную дыру (в зависимости от массы).Такие всплески — наиболее яркие и энергичные события, происходящие во Вселенной в электромагнитном диапазоне. Хотя длятся они обычно всего секунды, за это время со всплеском выделяется столько же энергии, сколько Солнце потратит на своё свечение за все 10 миллиардов лет жизни. Небесные тела, и в особенности планеты, оказавшиеся на пути подобного луча, получают огромное количество гамма-фотонов высоких энергий. Астрономов давно интересует вопрос, насколько вероятно столкновение с таким событием для нашей планеты.

Предполагаемый вид в момент гамма-вспышки с поверхности планеты, оказавшейся на её пути.

Гоуэнлок попробовал прояснить ответ на этот вопрос, создав модель того, как наша Солнечная система двигалась через диск Галактики на протяжении последнего миллиарда лет и насколько часто в звёздном населении, которое её окружает, случались такие вспышки. Их цифра выводилась из учёта наблюдаемых в последнее десятилетие гамма-всплесков.

К счастью, событие это редкое, поэтому астрономы пока наблюдали его только в других галактиках, то есть на удалении, где всплеск не даёт негативного эффекта для земной жизни. Расчеты исследователя показали, что для удаления в 26 000 световых лет от центра Галактики вероятность подвергнуться воздействию близкого гамма-всплеска для планеты равна примерно 35—65% процентам за последний миллиард лет. Это значит, что если Земля и сталкивалась с такого рода событиями, то сравнительно редко. Таким образом, массовое вымирание в связи с гамма-всплесками чуть менее вероятно, чем от близкого взрыва сверхновой, которые случаются чаще всплесков.

В случае Земли моделирование показывает, что её атмосферы хватит, чтобы поглотить гамма-излучение от всплеска. Но в верхних слоях атмосферы оно вызовет каскад химических реакций, которые дадут значительную массу двуокиси азота. Она уничтожит озоновый слой, что на много лет повысит количество ультрафиолета, достигающего поверхности нашей планеты (до 16 раз от современных значений).

Такой умеренный эффект связан с тем, что гамма-всплеск слишком короток и успевает затронуть лишь половину планеты. На другой её стороне озон сохранится, хотя затем его концентрация из-за реакции с окислами азота упадет и там. В теории всё это может вызвать массовые раковые заболевания у крупных наземных существ и гибель многих более мелких. Кроме того, соединения азота формируют фотохимический смог, блокирующий примерно 1% излучения от Солнца. Это несколько охлаждает планету и может стать причиной серьёзного похолодания на поверхности. Визуально смог будет выглядеть как тёмная пелена, постоянно держащаяся над значительной частью планеты. Также первое время после всплеска будут идти дожди с азотной кислотой, однако затем осадки нормализуются.