Астрономы определили лучшее место и время для жизни в Млечном Пути

Более шести миллиардов лет назад окраины нашей галактики были самыми безопасными местами для развития возможных форм жизни, так как были укрыты от самых мощных взрывов во Вселенной – гамма-всплесков и вспышек сверхновых звезд. Недавно ученые из Университета Инсубрии в Италии, изучив частоту таких событий на протяжении всей эволюции Млечного Пути, пришли к выводу о том, что начиная с 4 миллиардов лет назад и до настоящего времени центральные области галактики, охватывающие также Солнечную систему, являются самыми безопасными местами для формирования жизни. Но не стоит думать, что наше местоположение на просторах Млечного Пути слишком уж безопасно: полученные в ходе исследования результаты также подтверждают гипотезу о том, что причиной пяти великих массовых вымираний на Земле, которые произошли 445 миллионов лет назад, возможно, были гамма-всплески – масштабные космические выбросы энергии взрывного характера.

Взрывы в галактике Млечный Путь

Как отмечают авторы нового исследования, опубликованного в журнале Astronomy and Astrophysics, им удалось показать, что 6 миллиардов лет назад планеты подвергались многим взрывным событиям, а сила некоторых из них вполне могла стать причиной массового вымирания. Отметим, что исследователи исключили периферийные области Млечного Пути, в которых из-за высокой скорости звездообразования было относительно мало планет.

Гамма-всплески (Gamma-Ray Bursts, GRBs) – масштабные выбросы гамма-излучения, длительность которых составляет от нескольких долей секунды до нескольких минут. Считается, что на просторах Вселенной они происходят практически ежедневно. Известно также, что гамма-всплески происходят на огромных расстояниях от Земли – у границ наблюдаемой Вселенной. Если попытаться описать гамма-всплески совсем простыми словами, то ими ученые называют самые мощные из космических взрывов, высвобождающих столько энергии, сколько Солнце выделило бы за десять миллиардов лет.

Взрывы сверхновых звезд знаменуют собой отнюдь не рождение звезды, а ее гибель.

Сегодня мы знаем, что и вспышки сверхновых, и гамма-всплески связаны с жизненным циклом звезд и, в частности, с их смертью. Так, когда звезда намного более массивная, чем Солнце, достигает конца своей жизни, она взрывается – именно этот взрыв ученые называют взрывом сверхновой. Гамма-всплески, с другой стороны, представляют собой интенсивную вспышку высокоэнергетического излучения, испускаемого, когда очень массивная и быстро вращающаяся звезда умирает, или когда две нейтронные звезды, или нейтронная звезда и черная дыра (оба являются остатками массивных звезд) сливаются воедино.

«Сверхновые чаще встречаются в регионах звездообразования, где образуются массивные звезды», – объясняют авторы научной работы. Гамма-всплески, с другой стороны, могут наблюдаться в звездообразующих областях, слабо поглощенных тяжелыми элементами – как правило массивные звезды в таких областях теряют меньшую массу в течение своей жизни из-за звездного ветра. Звездным ветром ученые называют постоянно происходящий процесс, который приводит к снижению массы звезды.

Чтобы понять, как эти события распределяются внутри нашей галактики, исследователи начали с модели, которая описывает эволюцию Млечного Пути. Эта модель предсказывает, что внутренние области галактики, в отличие от периферийных, быстро сформировались на ранних этапах ее истории. Так как со временем скорость звездообразования уменьшалась в центре и постепенно увеличивалась на периферии, первичный газ водорода и гелия быстро обогащался более тяжелыми элементами (кислородом, углеродом, азотом) в центре Млечного Пути, в то время как на периферии он обогащался более постепенно.

Гамма-всплески, по мнению ученых, могли стать причиной массовых вымираний на Земле 445 миллионов лет назад.

Энергия, выделяемая гамма-всплесками и взрывом сверхновых звезд, огромна. Сверхновая в полосе высоких энергий выделяет столько же энергии, сколько Млечный Путь, содержащий сотни миллиардов звезд, испускает за несколько часов. А гамма-всплеск за 10 секунд испускает столько энергии, сколько наша галактика накапливает за столетие.

«Исключая самые центральные области, расположенные менее чем в 6500 световых годах от центра галактики, где взрывы сверхновых происходят чаще, наше исследование предполагает, что эволюционное давление в каждую эпоху определяется главным образом гамма-всплесками», – пишут авторы нового исследования.

И хотя гамма-всплески являются гораздо более редкими событиями, чем вспышки сверхновых, они способны вызывать массовое вымирание с больших расстояний. Например, воздействие на такую планету, как Земля, было бы катастрофическим. Некоторые исследования предполагают, что гамма-излучение, испускаемое в пределах 3300 световых лет от Земли, разрушит озоновый слой в атмосфере: без этой защиты планета будет подвергаться воздействию ультрафиолетового излучения Солнца, что точно может стать причиной вымирания почти всех форм жизни на поверхности.

Млечный Путь хранит в себе множество тайн.

По этим причинам несколько исследований предположили, что первое из пяти массовых вымираний, которые затронули Землю, были вызвано гамма-всплесками. Что касается «недавнего» прошлого, то исследование показывает, что за последние 500 миллионов лет Млечный Путь стал намного безопаснее, чем в более ранние эпохи, причем периферийные области были более стерилизованы смертоносными гамма-всплесками, а центральные, в пределах 6500 световых лет от центра галактики, в основном подвергались воздействию сверхновых. Так что самое худшее, кажется, позади.