Εννέα στους δέκα γαλαξίες «εχθρικοί για τη ζωή». Complex life may be possible in only 10% of all galaxies

Οι εκλάμψεις ακτίνων γάμμα, πίδακες πανίσχυρης ακτινοβολίας, είναι οι πιο βίαιες εκρήξεις στο Σύμπαν. Stellar explosions called gamma ray bursts emit beams of radiation that could render 90% of galaxies barren of complex life. Credit: NASA/SWIFT/MARY PAT HRYBYK-KEITH AND JOHN JONES

Το Σύμπαν ίσως είναι πιο ερημικό από ό,τι θέλουμε να πιστεύουμε: Ριπές θανάσιμης ακτινοβολίας καθιστούν εννέα στους δέκα γαλαξίες ακατάλληλους για την εμφάνιση ευφυούς ζωής, υπολογίζουν δύο αστροφυσικοί.

Στους περισσότερους γαλαξίες, λένε οι ερευνητές, οι οι πλανήτες σχεδόν αποστειρώνονται από τις λεγόμενες «εκλάμψεις ακτίνων γάμμα», ή GRB, τις ισχυρότερες εκρήξεις που γνωρίζουμε στο Σύμπαν.

Οι εκλάμψεις ακτίνων γάμμα

Artist’s impression of a gamma-ray burst shining through two young galaxies in the early Universe. Credit: ESO

Οι εκλάμψεις ακτίνων γάμμα ανακαλύφθηκαν τη δεκαετία του 1960 από δορυφόρους σχεδιασμένους να ανιχνεύουν εκρήξεις πυρηνικών δοκιμών.

Σήμερα γνωρίζουμε ότι πρόκειται για πίδακες ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας -φωτόνια υψηλής συχνότητας και ενέργειας- που παράγονται από βίαια συμβάντα.

Οι GRB χωρίζονται σε δύο είδη: εκλάμψεις μικρής διάρκειας, περίπου ενός ή δύο δευτερολέπτων, οι οποίες παράγονται από συγκρούσεις ανάμεσα σε δύο άστρα νετρονίων ή μαύρες τρύπες. Οι εκλάμψεις του δεύτερου είδους διαρκούν δεκάδες δευτερόλεπτα και εκδηλώνονται όταν γερασμένα άστρα καταρρέουν υπό το ίδιο το βάρος τους και ανατινάζονται. Οι εκρήξεις αυτές είναι πιο σπάνιες από τις σύντομες GRB, μεταφέρουν όμως 100 φορές περισσότερη ενέργεια.

Μόνο τα μικρόβια μπορούν να αντέξουν

Artist’s image of a gamma ray burst. And it’s coming straight for you. Credit: NASA/Swift/Cruz deWilde

Οι πλανήτες που τυχαίνει να βρεθούν στην πορεία της θανάσιμης ακτινοβολίας δεν θα αποστειρωνόταν αμέσως. Οι ακτίνες γάμμα θα κατέστρεφαν όμως το στρώμα του όζοντος και θα άφηναν τον πλανήτη εκτεθειμένο σε επικίνδυνη υπεριώδη ακτινοβολία, αρκετή για να εξοντώσει κάθε περίπλοκη μορφή ζωής. Μόνο τα μικρόβια θα ήταν πιθανό να επιζήσουν σε μια τέτοια καταστροφή, εκτιμούν οι συντάκτες της νέας μελέτης.

Μια έκλαμψη ακτίνων γάμμα, εξάλλου, έχει προταθεί ως εξήγηση για την μαζική εξαφάνιση ειδών του Ορβοβίκιου, πριν από 450 εκατομμύρια χρόνια, όταν χάθηκε το 80% των ειδών της Γης.

Ο Τσβι Πίραν, θεωρητικός αστροφυσικός στο Εβραϊκό Πανεπιστήμιο της Ιερουσαλήμ, συνεργάστηκε στην έρευνα με τον Ραούλ Χιμένεθ, αστροφυσικό του Πανεπιστημίου της Βαρκελώνης στην Ισπανία.

Πολύ συχνές εκρήξεις στο 90% των γαλαξιών

Δύο αστροφυσικοί υποστηρίζουν ότι ριπές θανάσιμης ακτινοβολίας τους καθιστούν ακατάλληλους για εμφάνιση ευφυούς ζωής. The history of life in the universe may have been governed by the frequency of giant stellar explosions. In a paper published on arXiv, an online repository, two astronomers, Tsvi Piran of the Hebrew University of Jerusalem and Raul Jimenez of the University of Barcelona, argue that some regions of the galaxy are less friendly to life than others. Moreover, the friendly areas may have been smaller in the past than they are now. If that is true, then it may be the case that complex life on Earth is just about as ancient as it is possible for complex life to be. And, since complexity necessarily precedes intelligence, that might mean human beings really are the first intelligent life forms to evolve in the Milky Way.

Όπως αναφέρουν στην επιθεώρηση Physical Review Letters, στο 90% των γαλαξιών του ορατού Σύμπαντος οι εκρήξεις είναι τόσο συχνές που θα ήταν απίθανο να αφήσουν έστω και έναν ζωντανό πλανήτη απείραχτο.

Προηγούμενες μελέτες έχουν δείξει ότι οι παρατεταμένες εκλάμψεις ακτίνων γάμμα είναι συχνότερες σε περιοχές με έντονη αστρογένεση οι οποίες είναι φτωχές σε χημικά στοιχεία πιο βαριά από το υδρογόνο και το ήλιο -περιοχές χαμηλής «μεταλλικότητας» όπως λένε οι αστροφυσικοί.

Οι ερευνητές εκτίμησαν αρχικά τη συχνότητα των μακρών GRB στον Γαλαξία μας βάσει της μέσης μεταλλικότητας και της κατανομής των άστρων. Κοντά στο κέντρο του Γαλαξία, τα άστρα είναι πολύ στριμωγμένα και ο κίνδυνος πολύ μεγάλος: οι πλανήτες που βρίσκονται σε ακτίνα 6.500 ετών φωτός από το γαλαξιακό κέντρο έχουν πιθανότητα 95% να έχουν δεχθεί μια θανάσιμη ριπή ακτίνων γάμμα τα τελευταία ένα δισεκατομμύριο χρόνια.

50% η πιθανότητα για τη Γη 

Στην περίπτωση της Γης, η οποία βρίσκεται κοντά στην άκρη του Γαλαξία, 27.000 έτη φωτός από το κέντρο, η πιθανότητα εκτιμάται στο 50%.

Σε άλλους γαλαξίες, η κατάσταση θα ήταν πολύ χειρότερη από ό,τι στον Μίλκι Ουέι. Οι περισσότεροι άλλοι γαλαξίες στο ορατό Σύμπαν είναι μικροί και παρουσιάζουν χαμηλή μεταλλικότητα. Στο 90% των γαλαξιών, οι εκλάμψεις ακτίνων γάμμα θα ήταν υπερβολικά συχνές για να αφήσουν τη ζωή να εξελιχθεί, υπολογίζουν οι ερευνητές.

Επισημαίνουν επίσης ότι όλοι οι γαλαξίες είχαν μικρό μέγεθος και χαμηλή μεταλλικότητα στα πρώτα πέντε δισεκατομμύρια χρόνια μετά τη Μεγάλη Έκρηξη. Και αυτό σημαίνει ότι η εμφάνιση πολύπλοκων μορφών ζωής ήταν αδύνατη παντού στον Κόσμο.

«Προκαλεί έκπληξη το συμπέρασμα ότι μπορεί να υπάρχει [πολύπλοκη] ζωή μόνο στο 10% των γαλαξιών και μόνο έπειτα από πέντε δισεκατομμύρια χρόνια» σχολιάζει στο δικτυακό τόπο του Science ο Μπράιαν Τόμας του Πανεπιστημίου Washburn στο Κάνσας, ο οποίος δεν συμμετείχε στη μελέτη.

«Συνολικά όμως έχω την εικόνα ότι πιθανότατα έχουν δίκιο» λέει, αναφερόμενος στην τελευταία μελέτη.

Τα ραδιοτηλεσκόπια μακριά από το κέντρο του Γαλαξία 

The Allen Telescope Array. The analysis could have practical implications for the search for life on other planets, Piran says. For decades, scientists with the SETI Institute in Mountain View, California, have used radio telescopes to search for signals from intelligent life on planets around distant stars. But SETI researchers are looking mostly toward the center of the Milky Way, where the stars are more abundant, Piran says. That's precisely where gamma ray bursts may make intelligent life impossible, he says: "We are saying maybe you should look in the exact opposite direction."

Τα ευρήματα των ερευνητών, εξάλλου, θα μπορούσαν να έχουν χρησιμότητα στην αναζήτηση ευφυών μορφών ζωής εκτός της Γης. Για παράδειγμα, το διάσημο Ινστιτούτο SETI στρέφει τα ραδιοτηλεσκόπιά του προς το γαλαξιακό κέντρο, όπου τα άστρα είναι πιο πυκνά.

Όπως λένε οι ερευνητές, η προσοχή μας θα ήταν καλύτερο να στραφεί προς την ακριβώς αντίθετη κατεύθυνση.