ガンマ線バーストについて心配する必要がありますか?

星形成領域で発生する明るいガンマ線バーストのイラスト。爆発からのエネルギーは、2 つの狭い反対方向のジェットにビームされます。 NASA

私たちの惑星に影響を与える可能性のあるすべての宇宙の大惨事の中で、ガンマ線バーストからの放射線による攻撃は、確かに最も極端なものの 1 つです。 GRB と呼ばれる現象は、大量のガンマ線を放出する強力なイベントです。これらは、知られている最も致命的な放射線の 1 つです。ガンマ線を発生する物体の近くに人がいた場合、その人は一瞬で焼き尽くされます。確かに、ガンマ線バーストは生命の DNA に影響を与え、バーストが終わってからずっと後に遺伝子損傷を引き起こす可能性があります。地球の歴史にそのようなことが起こった場合、地球上の生命の進化が変わった可能性があります。

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ガンマ線バーストが地球に衝突した場合、惑星のこれらの領域では、惑星、動物、および人間の DNA が通常よりも高くなります。 NASA/ゴダード宇宙飛行センター 科学視覚化スタジオ https://svs.gsfc.nasa.gov/3149

良いニュースは、地球が GRB によって爆破される可能性はほとんどないということです。これは、これらのバーストが非常に遠くで発生するため、損傷を受ける可能性が非常に小さいためです.それでも、それらは発生するたびに天文学者の注目を集める魅力的なイベントです。

ガンマ線バーストとは

ガンマ線バーストは、遠く離れた銀河で発生する巨大な爆発であり、強力なエネルギーを持つガンマ線の群れを放出します。宇宙の星、超新星、その他の物体は、可視光を含むさまざまな形の光でエネルギーを放射しています。 ライト 、X線、ガンマ線、 電波 、およびニュートリノなどがあります。ガンマ線バーストは、そのエネルギーを特定の波長に集中させます。その結果、それらは宇宙で最も強力なイベントの一部であり、それらを生み出す爆発は可視光でも非常に明るい.

この地図は、空を横切る1,000個のガンマ線バースターの位置を示しています。ほぼすべてが遠方の銀河で発生しました。 NASA/スウィフト

ガンマ線バーストの構造

GRB の原因は何ですか?長い間、彼らは非常に神秘的なままでした。彼らは非常に明るいので、最初は非常に近いのではないかと思われました。多くの人が非常に遠くにいることが判明しました。つまり、彼らのエネルギーは非常に高いということです。

天文学者は、これらの爆発の1つを作成するには、非常に奇妙で大規模なものが必要であることを今知っています.それらは、次のような 2 つの高度に磁化された物体の場合に発生する可能性があります。 ブラックホール また 中性子星 衝突すると、それらの磁場が結合します。そのアクションは、衝突から流出するエネルギー粒子と光子を集中させる巨大なジェットを作成します。ジェットは何光年もの宇宙に広がっています。それらを次のように考えてください スタートレック フェイザーバーストのように、はるかに強力で、ほぼ宇宙規模で手を差し伸べます.

ブラック ホールと宇宙を横切る物質の噴流を伴うガンマ線バーストの図。 NASA

ガンマ線バーストのエネルギーは、細いビームに沿って集中します。天文学者はそれが「視準されている」と言います。超大質量星が崩壊すると、長時間のバーストが発生する可能性があります。 2 つのブラック ホールまたは中性子星が衝突すると、短期間のバーストが発生します。奇妙なことに、短時間のバーストはコリメートされていないか、場合によってはまったく焦点が合っていない可能性があります。天文学者は、これがなぜなのかを解明するためにまだ取り組んでいます。

GRB が見られる理由

爆発のエネルギーをコリメートするということは、その多くが狭いビームに集中することを意味します。地球がたまたま集束爆発の視線に沿っている場合、計器はすぐに GRB を検出します。実際には、可視光の明るい爆発も生成します。長時間の GRB (2 秒以上続く) は、太陽の 0.05% が瞬時にエネルギーに変換された場合と同じ量のエネルギーを生成 (および集中) できます。さあ、大爆発だ！

その種のエネルギーの巨大さを理解することは困難です。しかし、それだけのエネルギーが宇宙の半分から直接放射されると、ここ地球では肉眼で見ることができます。幸いなことに、ほとんどの GRB は私たちの近くにはありません。

ガンマ線バーストはどのくらいの頻度で発生しますか?

一般に、天文学者は 1 日に約 1 回のバーストを検出します。ただし、それらは、地球の一般的な方向に放射線を放射するもののみを検出します。したがって、天文学者は、宇宙で発生する GRB の総数のごく一部しか確認していない可能性があります。

これにより、GRB (およびその原因となるオブジェクト) が空間にどのように分布しているかについて疑問が生じます。それらは、星形成領域の密度と、関連する銀河の年齢 (およびおそらく他の要因) に大きく依存しています。ほとんどは遠方の銀河で発生しているように見えますが、近くの銀河や、私たち自身の銀河でさえ発生する可能性があります。ただし、天の川の GRB はかなりまれなようです。

ガンマ線バーストは地球上の生命に影響を与える可能性がありますか?

現在の見積もりでは、ガンマ線バーストは、私たちの銀河または近くの銀河で、約 500 万年に 1 回発生するとされています。ただし、放射線が地球に影響を与えない可能性はかなり高いです。それが効果を発揮するには、私たちのかなり近くで発生する必要があります。

それはすべてビーミングに依存します。ガンマ線バーストに非常に近い物体でさえ、ビーム経路になければ影響を受けません。ただし、オブジェクトの場合 は パスでは、結果は壊滅的なものになる可能性があります。約 4 億 5000 万年前にやや近い GRB が発生し、それが大量絶滅につながった可能性があることを示唆する証拠があります。ただし、これの証拠はまだ大ざっぱです。

ビームの邪魔をする

近くでガンマ線バーストが地球に直接照射される可能性はほとんどありません。ただし、バーストが発生した場合、ダメージの量はバーストがどれだけ近いかによって異なります。 1 つが発生すると仮定すると、 天の川 私たちの太陽系からは遠く離れていますが、それほど悪くはないかもしれません。比較的近くで発生する場合は、地球のビームがどれだけ交差するかによって異なります。

ガンマ線が地球に直接照射されると、放射線は大気のかなりの部分、特にオゾン層を破壊します。バーストから流れ出る光子は、光化学スモッグにつながる化学反応を引き起こします。これは、私たちの保護をさらに枯渇させるでしょう。 宇宙線 .次に、地表の生命が経験する致死量の放射線があります。最終的には、地球上のほとんどの種の生物が大量絶滅するでしょう。

幸いなことに、そのようなイベントの統計的確率は低いです。地球は、超大質量星がまれな銀河の領域にあるようです。 バイナリ コンパクト オブジェクト システムは、危険なほど接近していません。 GRBが私たちの銀河系で発生したとしても、それが私たちに直接向けられる可能性は非常にまれです.

そのため、GRB は宇宙で最も強力なイベントの 1 つであり、その経路にある惑星の生命を壊滅させる力がありますが、一般的に私たちは非常に安全です。

天文学者は、FERMI ミッションなどの周回宇宙船で GRB を観測します。それは、私たちの銀河系内と宇宙の遠く離れた範囲の両方で、宇宙源から放出されるすべてのガンマ線を追跡します.また、着信バーストの一種の「早期警告」としても機能し、その強度と位置を測定します。

これは、NASA のフェルミ望遠鏡で見たガンマ線の空です。すべての明るい光源は、1 GeV (ギガ電子ボルト) を超える強度のガンマ線を放出しています。 クレジット: NASA/DOE/Fermi LAT コラボレーション

によって編集および更新されましたキャロリン・コリンズ・ピーターセン.