你应该担心伽马射线爆发吗?

在所有可能影响我们星球的宇宙灾难中,伽马射线爆发的辐射袭击无疑是最极端的。伽马射线暴,正如他们所说的,是释放大量伽马射线的强大事件。这些是已知的最致命的辐射之一。如果一个人碰巧在产生伽马射线的物体附近,他们会在瞬间被炸死。当然,伽马射线爆发可能会影响生命的DNA,在爆发结束后很长时间内造成基因损伤。如果这样的事情发生在地球历史上,它很可能会改变我们星球上生命的进化。...

在所有可能影响我们星球的宇宙灾难中,伽马射线爆发的辐射袭击无疑是最极端的。伽马射线暴,正如他们所说的,是释放大量伽马射线的强大事件。这些是已知的最致命的辐射之一。如果一个人碰巧在产生伽马射线的物体附近,他们会在瞬间被炸死。当然,伽马射线爆发可能会影响生命的DNA,在爆发结束后很长时间内造成基因损伤。如果这样的事情发生在地球历史上,它很可能会改变我们星球上生命的进化。

artist's concept of gamma-ray burster

好消息是地球被伽玛暴炸毁是一个不太可能发生的事件。这是因为这些爆炸发生的距离如此之远,以至于被一次爆炸伤害的机会非常小。然而,无论何时发生,它们都是吸引天文学家注意力的迷人事件。

什么是γ射线暴(gamma-ray bursts)?

伽马射线爆发是在遥远星系中发生的巨大爆炸,它会发出大量高能伽马射线。恒星、超新星和其他空间物体以各种形式的光辐射能量,包括可见光、x射线、伽马射线、无线电波和中微子等等。伽马射线暴将能量集中在特定的波长上。因此,它们是宇宙中最强大的事件之一,产生它们的爆炸在可见光下也相当明亮。

伽马射线爆发的解剖

什么导致GRB?在很长一段时间里,他们一直保持着神秘感。它们是如此明亮,以至于起初人们认为它们可能非常接近。现在发现很多都非常遥远,这意味着它们的能量相当高。

天文学家现在知道需要一些非常奇怪和巨大的东西才能产生这样的爆发。当两个高度磁化的物体,如黑洞或中子星碰撞时,它们的磁场结合在一起,它们就会发生。这一动作产生了巨大的喷流,聚焦从碰撞中流出的高能粒子和光子。这些喷流在许多光年的太空中延伸。把它们想象成《星际迷航》中的相位器爆发,只不过威力要大得多,而且几乎可以延伸到宇宙范围。

伽马射线爆发的能量沿窄光束聚焦。天文学家说它是“准直的”。当一颗超大质量恒星崩塌时,它会产生一个长时间的爆发。两个黑洞或中子星的碰撞产生了短时间的爆发。奇怪的是,短时间的爆发可能没有那么准直,或者在某些情况下根本没有高度聚焦。天文学家仍在努力找出这可能的原因。

为什么我们看到GRB

对爆炸能量进行准直意味着它的许多能量被聚焦到一个狭窄的光束中。如果地球恰好在聚焦爆炸的视线范围内,仪器会立即检测到GRB。它实际上也会产生一束明亮的可见光。长时间的GRB(持续两秒以上)可以产生(和聚焦)与0.05%的太阳瞬间转化为能量所产生的能量相同的能量。现在,这是一个巨大的爆炸!

理解这种能量的巨大是困难的。但是,当这么多的能量直接从宇宙的另一端发射出去时,地球上的肉眼就能看到。幸运的是,大多数GRB离我们并不那么近。

伽马射线爆发多久发生一次?

一般来说,天文学家每天大约探测到一次爆发。然而,它们只探测到那些向地球大致方向发射辐射的物体。因此,天文学家很可能只看到宇宙中出现的伽玛暴总数的一小部分。

这就引发了关于伽玛暴(以及导致伽玛暴的物体)是如何在太空中分布的问题。它们在很大程度上依赖于恒星形成区域的密度,以及所涉及星系的年龄(也许还有其他因素)。虽然大多数似乎发生在遥远的星系中,但它们也可能发生在附近的星系中,甚至发生在我们自己的星系中。然而,银河系中的伽玛暴似乎相当罕见。

伽马射线爆发会影响地球上的生命吗?

目前的估计是,伽马射线爆发大约每500万年在我们的星系或附近的星系中发生一次。然而,辐射很可能不会对地球产生影响。它必须发生在离我们很近的地方才能产生效果。

这一切都取决于阳光。即使是非常接近伽马射线爆发的物体,如果它们不在光束路径中,也不会受到影响。但是,如果路径中有对象,则结果可能是毁灭性的。有证据表明,大约在4.5亿年前,附近的伽玛暴可能已经发生,这可能导致了大灭绝。然而,这方面的证据仍然很粗略。

挡着横梁

附近直接向地球发射的伽马射线爆发几乎不可能发生。然而,如果真的发生了爆炸,损失的大小将取决于爆炸的距离。假设其中一个发生在银河系,但离我们的太阳系很远,情况可能不会太糟。如果它发生在相对较近的地方,那么它取决于地球上有多少光束相交。

由于伽马射线直接射向地球,辐射将破坏我们大气的很大一部分,特别是臭氧层。从爆炸中流出的光子会引起化学反应,导致光化学烟雾。这将进一步耗尽我们对宇宙射线的保护。然后是表面生命将经历的致命辐射剂量。最终结果将是地球上大多数物种的大灭绝。

幸运的是,此类事件的统计概率很低。地球似乎位于银河系的某个区域,那里的超大质量恒星非常罕见,而双星紧凑型天体系统也没有危险的接近。即使GRB发生在我们的银河系中,它对准我们的可能性也是非常罕见的。

因此,尽管伽马射线暴是宇宙中最强大的事件之一,有能力摧毁其路径上任何行星上的生命,但我们通常是非常安全的。

天文学家用轨道航天器观察GRB,如费米任务。它跟踪从宇宙源发射的每一条伽马射线,无论是在我们的星系内部还是在遥远的太空中。它还可以作为一种对即将到来的爆发的“早期预警”,并测量它们的强度和位置。

 

由卡罗琳·柯林斯·彼得森编辑和更新。

  • 发表于 2021-09-24 04:35
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  • 分类:地理

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