Se troppo vicino a un ambiente che ospita una vita complessa, uno scoppio di raggi gamma potrebbe significare la rovina per quella vita. Ma i GRB potrebbero essere la ragione per cui non abbiamo ancora trovato prove di altre civiltà nel cosmo? Per aiutare a rispondere alla grande domanda "dove sono tutti?" i fisici spagnoli e israeliani hanno ridotto il periodo di tempo e le regioni dello spazio in cui la vita complessa potrebbe persistere con un basso rischio di estinzione da parte di un GRB.
I GRB sono alcuni degli eventi più catastrofici nell'Universo. Gli astrofisici sono sbalorditi dalla loro intensità, alcuni dei quali possono eclissare l'intero universo per brevi momenti. Finora sono rimasti incredibili eventi lontani. Ma in un nuovo articolo, i fisici hanno valutato come i GRB potrebbero limitare dove e quando la vita potrebbe persistere ed evolversi, potenzialmente in vita intelligente.
Nel loro articolo, "Sul ruolo dei GRB nelle estinzioni della vita nell'Universo", pubblicato sulla rivista Scienza, Il Dr. Piran dell'Università Ebraica e il Dr. Jimenez dell'Università di Barcellona considerano innanzitutto ciò che si sa delle esplosioni di raggi gamma. La metallicità delle stelle e delle galassie nel loro insieme è direttamente correlata alla frequenza dei GRB. La metallicità è l'abbondanza di elementi oltre l'idrogeno e l'elio nel contenuto di stelle o intere galassie. Più metalli riducono la frequenza dei GRB. Le galassie che hanno un basso contenuto di metallo sono soggette a una maggiore frequenza di GRB. I ricercatori, facendo riferimento al loro precedente lavoro, affermano che i dati osservativi hanno dimostrato che i GRB non sono generalmente correlati al tasso di formazione stellare di una galassia; la formazione di stelle, comprese quelle massicce, non è il fattore più significativo per una maggiore frequenza di GRB.
Come vuole il destino, viviamo in una galassia ad alto contenuto di metallo - la Via Lattea. Piran e Jimenez mostrano che la frequenza dei GRB nella Via Lattea è inferiore sulla base degli ultimi dati disponibili. Questa è la buona notizia. Più significativo è il posizionamento di un sistema solare all'interno della Via Lattea o di qualsiasi galassia.
Il documento afferma che esiste una probabilità del 50% di a letale GRB si è verificato vicino alla Terra negli ultimi 500 milioni di anni. Se un sistema stellare si trova entro 13.000 anni luce (4 chili-parsec) dal centro galattico, le probabilità aumentano al 95%. In effetti, ciò rende le regioni più dense di tutte le galassie troppo inclini ai GRB per permettere alla vita complessa di persistere.
La Terra si trova a 8,3 chilo-parsec (27.000 anni luce) dal centro galattico e il lavoro degli astrofisici conclude anche che le probabilità di un GRB letale in un arco di 500 milioni di anni non scendono al di sotto del 50% fino a oltre 10 chilo-parsec ( 32.000 anni luce). Quindi le probabilità della Terra non sono state molto favorevoli, ma ovviamente adeguate. I sistemi stellari più lontani dal centro sono luoghi più sicuri in cui la vita può progredire ed evolversi. Solo le regioni periferiche a bassa densità stellare di grandi galassie mantengono la vita lontana dal modo dannoso delle esplosioni di raggi gamma.
Il documento continua descrivendo la loro valutazione dell'effetto dei GRB in tutto l'Universo. Affermano che solo circa il 10% delle galassie ha ambienti favorevoli alla vita quando gli eventi GRB sono una preoccupazione. Sulla base del lavoro precedente e di nuovi dati, le galassie (le loro stelle) dovevano raggiungere un contenuto di metallizzazione del 30% del Sole e le galassie dovevano avere un diametro di almeno 4 chilo-parsec (13000 anni luce) per ridurre il rischio di GRB letali. La vita semplice potrebbe sopravvivere a GRB ripetuti. L'evoluzione verso forme di vita superiori sarebbe ripetutamente arretrata da estinzioni di massa.
Il lavoro di Piran e Jimenez rivela anche una relazione con una costante cosmologica. Più indietro nel tempo, la metallicità all'interno delle stelle era inferiore. Solo dopo generazioni di formazione stellare - miliardi di anni - all'interno delle galassie si sono accumulati elementi più pesanti. Concludono che una vita complessa come quella sulla Terra - dalle meduse agli umani - non avrebbe potuto svilupparsi nell'Universo primordiale prima di Z> 0,5, uno spostamento cosmologico rosso pari a ~ 5 miliardi di anni fa o più fa. L'analisi mostra anche che esiste una probabilità del 95% che la Terra abbia sperimentato un GRB letale negli ultimi 5 miliardi di anni.
La questione dell'effetto che un GRB vicino potrebbe avere sulla vita è stata sollevata per decenni. Nel 1974, il Dr. Malvin Ruderman della Columbia University considerò le conseguenze di una supernova vicina sullo strato di ozono della Terra e sulla vita terrestre. Il suo e il suo lavoro successivo hanno determinato che i raggi cosmici porterebbero all'esaurimento dello strato di ozono, un raddoppio della radiazione ultravioletta solare che raggiunge la superficie, il raffreddamento del clima terrestre e un aumento di NOx e rainout che influisce sui sistemi biologici. Non è una bella foto. La perdita dello strato di ozono porterebbe a un effetto domino dei cambiamenti atmosferici e dell'esposizione alle radiazioni che porta al collasso degli ecosistemi. Un GRB è considerato la causa più probabile dell'estinzione di massa alla fine del periodo Ordoviciano, 450 milioni di anni fa; permane un considerevole dibattito sulle cause di questo e di molti altri eventi di estinzione di massa nella storia della Terra.
Il documento si concentra su ciò che viene considerato lungo GRB - lGRB - durata di alcuni secondi in contrasto concorto GRB che durano solo un secondo o meno. Si ritiene che i GRB lunghi siano dovuti al collasso di stelle massicce come quelle viste nelle supernova, mentre gli sGRB provengono dalla collisione di stelle di neutroni o buchi neri. Rimangono incertezze sulle cause, ma i GRB più lunghi rilasciano quantità di energia molto maggiori e sono più pericolosi per gli ecosistemi che ospitano una vita complessa.
Il documento restringe il tempo e lo spazio disponibili per la vita complessa da sviluppare all'interno del nostro Universo. Oltre l'età dell'Universo, circa 14 miliardi di anni, solo gli ultimi 5 miliardi di anni hanno contribuito alla creazione di una vita complessa. Inoltre, solo il 10% delle galassie negli ultimi 5 miliardi di anni ha fornito tali ambienti. E solo all'interno di galassie più grandi, solo le aree periferiche fornivano le distanze di sicurezza necessarie per eludere l'esposizione letale a un'esplosione di raggi gamma.
Questo lavoro rivela come il nostro Sistema Solare si adatta alle condizioni ideali per consentire lo sviluppo di una vita complessa. Siamo a una discreta distanza dal centro galattico della Via Lattea. L'età del nostro Sistema Solare, a circa 4,6 miliardi di anni, rientra nel tempo nella zona sicura di 5 miliardi di anni. Tuttavia, per molti altri sistemi stellari, nonostante quanti ora siano considerati esistenti in tutto l'Universo - centinaia di miliardi nella Via Lattea, trilioni in tutto l'Universo - semplice è probabilmente uno stile di vita grazie ai GRB. Questo lavoro indica che la vita complessa, compresa la vita intelligente, è probabilmente meno comune quando si prende semplicemente in considerazione l'effetto dei lampi di raggi gamma.
Riferimenti:
Sul ruolo dei GRB sull'estinzione della vita nell'Universo, Tsvi Piran, Raul Jimenez, Science, nov 2014, prestampato
