Sekiranya terlalu dekat dengan persekitaran yang menyimpan kehidupan yang kompleks, ledakan sinar gamma dapat menyebabkan malapetaka bagi kehidupan itu. Tetapi mungkinkah GRB menjadi alasan kita belum menemui bukti peradaban lain di alam semesta? Untuk membantu menjawab soalan besar "di mana semua orang?" ahli fizik dari Sepanyol dan Israel telah menyempitkan jangka masa dan wilayah ruang di mana kehidupan yang kompleks dapat bertahan dengan risiko kepupusan rendah oleh GRB.
GRB adalah beberapa peristiwa paling dahsyat di Alam Semesta. Ahli astrofizik terkejut dengan intensiti mereka, beberapa di antaranya dapat mengalahkan seluruh Alam Semesta untuk seketika. Setakat ini, mereka tetap menjadi acara jauh yang luar biasa. Tetapi dalam makalah baru, ahli fizik telah mempertimbangkan bagaimana GRB dapat membatasi di mana dan kapan kehidupan dapat bertahan dan berkembang, berpotensi menjadi kehidupan yang cerdas.
Dalam makalah mereka, "Tentang peranan GRB mengenai kepunahan hidup di Alam Semesta", yang diterbitkan dalam jurnal Sains, Dr. Piran dari Hebrew University dan Dr. Jimenez dari University of Barcelona mempertimbangkan terlebih dahulu apa yang diketahui mengenai letupan sinar gamma. Keaslian bintang dan galaksi secara keseluruhan berkaitan secara langsung dengan kekerapan GRB. Metallicity adalah banyaknya unsur di luar hidrogen dan helium dalam kandungan bintang atau galaksi keseluruhan. Lebih banyak logam mengurangkan kekerapan GRB. Galaksi yang mempunyai kandungan logam rendah rentan terhadap frekuensi GRB yang lebih tinggi. Para penyelidik, yang merujuk karya sebelumnya, menyatakan bahawa data pemerhatian menunjukkan bahawa GRB umumnya tidak berkaitan dengan kadar pembentukan bintang galaksi; membentuk bintang, termasuk yang besar bukanlah faktor yang paling penting untuk peningkatan frekuensi GRB.
Seperti nasib, kita hidup di galaksi dengan kandungan logam tinggi - Bima Sakti. Piran dan Jimenez menunjukkan bahawa kekerapan GRB di Bima Sakti lebih rendah berdasarkan data terkini yang ada. Itulah berita baik. Lebih penting ialah penempatan sistem suria di Bima Sakti atau galaksi mana pun.
Kertas itu menyatakan bahawa terdapat 50% peluang untuk mematikan GRB telah berlaku berhampiran Bumi dalam 500 juta tahun yang lalu. Sekiranya sistem bintang berada dalam lingkungan 13,000 tahun cahaya (4 kilo-parsecs) dari pusat galaksi, kemungkinan akan meningkat kepada 95%. Secara berkesan, ini menjadikan kawasan paling padat dari semua galaksi terlalu rentan terhadap GRB sehingga membiarkan kehidupan yang kompleks terus berlanjutan.
Bumi terletak pada jarak 8,3 kilo-parsec (27,000 tahun cahaya) dari pusat galaksi dan karya astrofisikawan juga menyimpulkan bahawa kemungkinan GRB yang mematikan dalam jangka masa 500 juta tahun tidak turun di bawah 50% sehingga melebihi 10 kilo-parsec ( 32,000 tahun cahaya). Jadi kemungkinan Bumi tidak begitu baik, tetapi jelas memadai. Sistem bintang yang lebih jauh dari pusat adalah tempat yang lebih selamat untuk hidup dan berkembang. Hanya kawasan berkepadatan bintang rendah dari galaksi besar yang menjauhkan hidup daripada bahaya pecah sinar gamma.
Makalah ini diteruskan dengan menerangkan penilaian mereka mengenai kesan GRB di seluruh Alam Semesta. Mereka menyatakan bahawa hanya kira-kira 10% galaksi yang mempunyai persekitaran yang kondusif untuk kehidupan ketika peristiwa GRB menjadi perhatian. Berdasarkan karya sebelumnya dan data baru, galaksi (bintangnya) harus mencapai kandungan logam 30% Matahari, dan galaksi perlu berdiameter sekurang-kurangnya 4 kilo-parsec (13,000 tahun cahaya) untuk menurunkan risiko GRB yang mematikan. Kehidupan sederhana dapat bertahan dengan GRB berulang. Berkembang ke bentuk kehidupan yang lebih tinggi akan berulang kali dikembalikan oleh kepupusan besar-besaran.
Karya Piran dan Jimenez juga mengungkapkan hubungan dengan pemalar kosmologi. Semakin lama, logam dalam bintang lebih rendah. Hanya setelah generasi pembentukan bintang - berbilion tahun - unsur-unsur yang lebih berat terbentuk di dalam galaksi. Mereka menyimpulkan bahawa kehidupan yang kompleks seperti di Bumi - dari ikan jeli hingga manusia - tidak dapat berkembang di Alam Semesta awal sebelum Z> 0,5, pergeseran merah kosmologi sama dengan ~ 5 bilion tahun yang lalu atau lebih lama dahulu. Analisis juga menunjukkan bahawa ada kemungkinan 95% Bumi mengalami GRB yang mematikan dalam 5 bilion tahun terakhir.
Persoalan mengenai apa kesan GRB yang berdekatan dengan kehidupan telah dikemukakan selama beberapa dekad. Pada tahun 1974, Dr. Malvin Ruderman dari Columbia University mempertimbangkan akibat dari supernova yang berdekatan pada lapisan ozon Bumi dan kehidupan darat. Hasil karyanya dan seterusnya telah menentukan bahawa sinar kosmik akan menyebabkan penipisan lapisan ozon, penggandaan sinaran ultraviolet matahari yang mencapai permukaan, penyejukan iklim Bumi, dan peningkatan NOx dan hujan yang mempengaruhi sistem biologi. Bukan gambar yang cantik. Kehilangan lapisan ozon akan menyebabkan kesan domino dari perubahan atmosfera dan pendedahan radiasi yang menyebabkan keruntuhan ekosistem. GRB dianggap sebagai penyebab paling besar kepupusan besar-besaran pada akhir tempoh Ordovician, 450 juta tahun yang lalu; masih ada perdebatan mengenai sebab-sebab ini dan beberapa peristiwa kepupusan besar-besaran dalam sejarah Bumi.
Makalah ini memfokuskan kepada apa yang dianggap lama GRB - lGRB - bertahan beberapa saat berbeza denganpendek GRB yang bertahan hanya sesaat atau kurang. GRB panjang dipercayai disebabkan oleh keruntuhan bintang besar seperti yang dilihat di supernova, sementara sGRB berasal dari pelanggaran bintang neutron atau lubang hitam. Masih ada ketidakpastian mengenai penyebabnya, tetapi GRB yang lebih lama mengeluarkan jumlah tenaga yang jauh lebih besar dan paling berbahaya bagi ekosistem yang mempunyai kehidupan yang kompleks.
Makalah ini menyempitkan masa dan ruang yang ada untuk kehidupan kompleks untuk berkembang di Alam Semesta kita. Selama usia Alam Semesta, kira-kira 14 bilion tahun, hanya 5 bilion tahun terakhir yang kondusif untuk penciptaan kehidupan yang kompleks. Tambahan pula, hanya 10% galaksi dalam 5 bilion tahun terakhir menyediakan persekitaran seperti itu. Dan hanya dalam galaksi yang lebih besar, hanya kawasan terpencil yang menyediakan jarak selamat yang diperlukan untuk mengelakkan pendedahan maut terhadap pecah sinar gamma.
Karya ini menunjukkan seberapa baik Sistem Suria kita sesuai dalam keadaan ideal untuk membiarkan kehidupan kompleks berkembang. Kami berada pada jarak yang cukup baik dari pusat galaksi Bima Sakti. Umur Sistem Suria kita, kira-kira 4.6 bilion tahun, berada dalam zon selamat 5 bilion tahun dalam masa. Walau bagaimanapun, untuk banyak sistem bintang lain, walaupun berapa banyak yang sekarang dianggap ada di seluruh Alam Semesta - 100 bilion dolar di Bima Sakti, triliunan di seluruh Alam Semesta - sederhana mungkin merupakan cara hidup kerana GRB. Karya ini menunjukkan bahawa kehidupan yang kompleks, termasuk kehidupan yang cerdas, cenderung kurang biasa apabila hanya mengambil kira kesan sinar gamma.
Rujukan:
Mengenai peranan GRB mengenai kepupusan hidup di Alam Semesta, Tsvi Piran, Raul Jimenez, Science, Nov 2014, pra-cetak
