Μια διεθνής ομάδα ερευνητών μόλις προσδιόρισε τι θα συνέβαινε εάν δύο αστέρια νετρονίων συγκρούονταν αρκετά κοντά στη Γη. Και ανακάλυψαν ότι αυτά τα γεγονότα, που ονομάζονται «kilonovas», θα μπορούσαν εύκολα να εξαφανίσουν την ανθρωπότητα. Ευτυχώς, αυτού του είδους οι συγκρούσεις δεν συμβαίνουν κάθε μέρα, και αυτές που έχουμε παρατηρήσει μέχρι τώρα ήταν αρκετά μακριά ώστε να μην προκαλέσουν ζημιά στον πλανήτη μας. Αλλά πόσο ακριβώς είναι το «αρκετά μακριά»;
Σύμφωνα με τον Haile Perkins, από το Πανεπιστήμιο του Ιλινόις και επικεφαλής συγγραφέα μιας μελέτης που μόλις δημοσιεύτηκε στο arXiv, «διαπιστώσαμε ότι εάν μια συγχώνευση αστεριών νετρονίων συνέβαινε περίπου 36 έτη φωτός από τη Γη, η προκύπτουσα ακτινοβολία θα μπορούσε να προκαλέσει ένα γεγονός εξαφάνισης».
Για να καταλήξουν σε αυτά τα συμπεράσματα, οι συγγραφείς ανέλυσαν τη συγχώνευση δύο άστρων νετρονίων σε απόσταση 130 εκατομμυρίων ετών φωτός, που καταγράφηκαν το 2017 από το Παρατηρητήριο Βαρυτικών Κυμάτων Συμβολόμετρου Λέιζερ (LIGO).
φωτεινές εκρήξεις
Όταν δύο αστέρια νετρονίων συγκρούονται, προκαλούν πραγματικές «εκρήξεις φωτός», εκπέμποντας τεράστιες ποσότητες ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας και προκαλώντας γεγονότα σχεδόν τόσο βίαια όσο οι σουπερνόβα. Τα αστέρια νετρονίων είναι τα κατεστραμμένα υπολείμματα νεκρών άστρων, αστέρια που έχουν καταναλώσει όλο τους το καύσιμο και δεν μπόρεσαν πλέον να αντισταθούν στη δική τους βαρύτητα, η οποία τα έχει συμπιέσει σε σημείο που ένα απλό κουταλάκι του γλυκού από το υλικό από το οποίο είναι φτιαγμένα να ζυγίζει όσο ως βουνό.
Όταν δύο από αυτά τα «πτώματα αστεριών» συναντώνται και συγχωνεύονται, όχι μόνο παράγουν ακτίνες γάμμα και μια τεράστια ποσότητα κοσμικών ακτίνων (φορτισμένα σωματίδια που κινούνται με ταχύτητες κοντά στην ταχύτητα του φωτός), αλλά δημιουργούν επίσης τα μόνα γνωστά περιβάλλοντα του «σύμπαντος». αρκετά βίαιο για να σφυρηλατήσει μερικά από τα βαρύτερα στοιχεία του περιοδικού πίνακα, όπως ο χρυσός, η πλατίνα ή το ουράνιο, κάτι που ούτε τα αστέρια δεν μπορούν να παράγουν στους πύρινους εσωτερικούς πυρηνικούς φούρνους τους.
Επιπλέον, οι συγχωνεύσεις αστεριών νετρονίων προκαλούν το ίδιο το διάστημα να «αντηχεί», όπως μια κεφαλή τυμπάνου μετά το χτύπημα, μεταδίδοντας βαρυτικά κύματα που είναι ορατά ακόμη και δισεκατομμύρια έτη φωτός μακριά. «Τα άστρα νετρονίων – εξηγεί ο Perkins – μπορούν να υπάρχουν σε δυαδικά συστήματα και, όταν συγχωνεύονται, παράγουν ένα σπάνιο αλλά θεαματικό φαινόμενο».
Στη μελέτη τους, ο Perkins και η ομάδα του ανέλυσαν το σήμα βαρυτικού κύματος GW 170817, που προκλήθηκε από τη συγχώνευση δύο άστρων νετρονίων που απέχουν 130 εκατομμύρια έτη φωτός και καταγράφηκαν από το LIGO το 2017, καθώς και την έκρηξη ακτίνων γάμμα GRB 170817A που σχετίζεται με το ίδια συγχώνευση. . Επέλεξαν αυτό το γεγονός επειδή είναι η μόνη γνωστή συγχώνευση άστρων νετρονίων που θα μπορούσε να είχε «δει» στην ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία και ταυτόχρονα να «ακουστεί» στα βαρυτικά κύματα. Ένας πραγματικός θησαυρός πληροφοριών για τους επιστήμονες.
Απειλή 1: Ακτίνες γάμμα
Οι ακτίνες γάμμα που παράγονται από τη σύντηξη αντιπροσωπεύουν σίγουρα τη μεγαλύτερη απειλή που συνδέεται με αυτό το είδος συμβάντων. Στην πραγματικότητα, αυτός ο τύπος ακτινοβολίας μεταφέρει αρκετή ενέργεια για να αφαιρέσει τα ηλεκτρόνια από τα άτομα, μια διαδικασία που ονομάζεται ιονισμός. Και αυτές οι εκρήξεις ιονίζουσας ακτινοβολίας μπορούν εύκολα να καταστρέψουν το στρώμα του όζοντος της Γης, προκαλώντας τον πλανήτη μας να λάβει θανατηφόρες δόσεις υπεριώδους ακτινοβολίας από τον Ήλιο.
Ο Πέρκινς και οι συνεργάτες του προσδιόρισαν ότι οι ακτίνες γάμμα από τις συγχωνεύσεις αστεριών νετρονίων θα έκαιγαν κάθε ζωντανό ον που βρισκόταν απευθείας στο πέρασμά τους σε απόσταση περίπου 297 ετών φωτός. Ευτυχώς αυτές οι δέσμες, που εκπέμπονται σε δίδυμους πίδακες εκατέρωθεν της συγχώνευσης, είναι εξαιρετικά στενές και θα απαιτούνταν ένα «άμεσο χτύπημα» για να παραχθούν τέτοια δραματικά αποτελέσματα. Αλλά υπάρχει ένα άλλο πρόβλημα.
Γενικά αυτοί οι συμπαγείς «πίδακες» ακτίνων γάμμα περιβάλλονται από ένα είδος πιο διάχυτου φωτοστέφανου ακτινοβολίας γάμμα, αλλά εξίσου ικανό να προκαλέσει ζημιά έως και περίπου 13 έτη φωτός μακριά. Δηλαδή, ακόμη κι αν ο κύριος πίδακας δεν μας άγγιζε, αλλά περνούσε αρκετά κοντά στη Γη για να μας αφήσει εκτεθειμένους στο φωτοστέφανο της, το στρώμα του όζοντος θα υποστεί σοβαρή ζημιά που, σύμφωνα με τους επιστήμονες, θα χρειαζόταν περίπου τέσσερα χρόνια για να ανακάμψει. Με άλλα λόγια, ακόμη και τότε η επιφάνεια της Γης θα ήταν εκτεθειμένη στο επιβλαβές υπεριώδες φως του Ήλιου για σχεδόν μισή δεκαετία.
Απειλή 2: Ακτινογραφίες
Αν και η ακτινοβολία γάμμα αντιπροσωπεύει τη μεγαλύτερη απειλή μετά τις συγχωνεύσεις άστρων νετρονίων, υπάρχει μια άλλη μορφή ιονίζουσας ακτινοβολίας, λιγότερο ενεργητικής αλλά μεγαλύτερης διάρκειας. Όταν οι πίδακες ακτίνων γάμμα που δημιουργούνται από σύντηξη συγκρούονται με το διαστρικό μέσο (το αέριο και η σκόνη γύρω από τα αστέρια), δημιουργούνται ισχυρές εκπομπές ακτίνων Χ, γνωστές ως “εκλάμψεις” ακτίνων Χ. Αυτές οι εκπομπές διαρκούν περισσότερο από το γάμμα, αλλά είναι επίσης ικανά να ιονίζουν το στρώμα του όζοντος. Κάτι που τα κάνει θανατηφόρα και για εμάς.
Ωστόσο, για να επηρεάσει αυτό πάνω μας, η Γη θα πρέπει να είναι σημαντικά πιο κοντά στη «λάμψη» από ό,τι στην περίπτωση των ακτίνων γάμμα: σε απόσταση 16,3 ετών φωτός για την ακρίβεια. Υπάρχουν όμως ακόμη μεγαλύτερες απειλές.
Απειλή 3: κοσμικές ακτίνες
Σύμφωνα με τους συγγραφείς της μελέτης, το πιο απειλητικό αποτέλεσμα της σύγκρουσης δύο άστρων νετρονίων θα ήταν αυτό που προκαλείται από τη ροή εξαιρετικά ενεργητικών, φορτισμένων σωματιδίων, γνωστών ως κοσμικές ακτίνες, που διαδίδονται από το επίκεντρο της σύντηξης προς όλες τις κατευθύνσεις, σε επεκτεινόμενη φούσκα.
Εάν αυτές οι κοσμικές ακτίνες έφταναν στη Γη, θα κατέστρεφαν, αυτή τη φορά εντελώς, το στρώμα του όζοντος, αφήνοντάς μας εκτεθειμένους στις υπεριώδεις ακτίνες του Ήλιου για αρκετές χιλιάδες χρόνια. Κάτι που οι συγγραφείς της μελέτης χαρακτηρίζουν ως «γεγονός σε επίπεδο εξαφάνισης» και το οποίο θα συνέβαινε εάν ο πλανήτης μας απείχε λιγότερο από 36 έτη φωτός από τη συγχώνευση των δύο αστέρων νετρονίων.
«Η συγκεκριμένη απόσταση ασφαλείας και ποιο στοιχείο είναι πιο επικίνδυνο είναι κάπως αβέβαια», λέει ο Perkins, «καθώς πολλά από τα αποτελέσματα εξαρτώνται από ιδιότητες όπως η γωνία θέασης του συμβάντος, η ενέργεια της έκρηξης, η μάζα του εκτοξευόμενου υλικού και περισσότερα… “Με τον συνδυασμό των παραμέτρων που επιλέξαμε, φαίνεται ότι οι κοσμικές ακτίνες θα ήταν οι πιο απειλητικές.”
Σπάνια γεγονότα
Ευτυχώς για εμάς, οι συγχωνεύσεις άστρων νετρονίων δεν γίνονται κάθε μέρα. Στην πραγματικότητα, όπως εξηγεί ο Perkins, αυτά είναι εξαιρετικά σπάνια γεγονότα, αν και πολύ ισχυρά. «Και αυτό, σε συνδυασμό με το σχετικά μικρό εύρος θνησιμότητας, σημαίνει ότι η εξαφάνιση που προκαλείται από τη συγχώνευση δυαδικών άστρων νετρονίων δεν πρέπει να ανησυχεί τους κατοίκους της Γης». Αρκεί να πούμε ότι προς το παρόν, ανάμεσα στα εκατοντάδες δισεκατομμύρια αστέρια του γαλαξία μας, οι επιστήμονες έχουν βρει μόνο ένα πιθανό σύστημα προγονικού κιλόνοβα, το CPD-29 2176, και βρίσκεται περίπου 11.400 έτη φωτός από τη Γη.
Μάλιστα, συνεχίζει ο ερευνητής, «υπάρχουν πολλά άλλα πιο κοινά γεγονότα, όπως ηλιακές εκλάμψεις, κρούσεις αστεροειδών και εκρήξεις σουπερνόβα, που είναι πιο πιθανό να είναι επιβλαβή». Ορισμένα από αυτά τα γεγονότα, στην πραγματικότητα, έχουν ήδη συμβεί στην ιστορία της Γης και έχουν συσχετιστεί με μαζικές εξαφανίσεις, όπως ήταν η περίπτωση του αστεροειδούς του οποίου η πρόσκρουση, πριν από 66 εκατομμύρια χρόνια, προκάλεσε την εξαφάνιση των δεινοσαύρων και των 75 % όλων των μορφών ζωής στον πλανήτη.
Το επόμενο βήμα, εξηγεί ο Perkins, είναι να παρατηρήσουμε περισσότερα από αυτά τα συμβάντα σύγκρουσης άστρων νετρονίων για τη συλλογή περισσότερων δεδομένων: «Προς το παρόν, έχουμε μόνο μια επιβεβαιωμένη ανίχνευση kilonova από μια συγχώνευση δυαδικών άστρων νετρονίων, επομένως τυχόν πρόσθετες παρατηρήσεις θα περιορίσουν τα άγνωστα .