Si está demasiado cerca de un entorno que alberga vida compleja, un estallido de rayos gamma podría significar la muerte de esa vida. Pero, ¿podrían los GRB ser la razón por la que aún no hemos encontrado evidencia de otras civilizaciones en el cosmos? Para ayudar a responder la gran pregunta de "¿dónde están todos?" Los físicos de España e Israel han reducido el período de tiempo y las regiones del espacio en las que la vida compleja podría persistir con un bajo riesgo de extinción por un GRB.
Los GRB son algunos de los eventos más catastróficos del Universo. Los astrofísicos están asombrados por su intensidad, algunos de los cuales pueden eclipsar a todo el Universo por breves momentos. Hasta ahora, se han mantenido increíbles eventos lejanos. Pero en un nuevo artículo, los físicos han evaluado cómo los GRB podrían limitar dónde y cuándo la vida podría persistir y evolucionar, potencialmente en vida inteligente.
En su artículo, "Sobre el papel de los GRB en la extinción de vidas en el Universo", publicado en la revista Ciencias, El Dr. Piran de la Universidad Hebrea y el Dr. Jiménez de la Universidad de Barcelona consideran primero lo que se sabe sobre los estallidos de rayos gamma. La metalicidad de las estrellas y galaxias en su conjunto está directamente relacionada con la frecuencia de los GRB. La metalicidad es la abundancia de elementos más allá del hidrógeno y el helio en el contenido de estrellas o galaxias enteras. Más metales reducen la frecuencia de GRB. Las galaxias que tienen un bajo contenido de metales son propensas a una mayor frecuencia de GRB. Los investigadores, haciendo referencia a su trabajo anterior, afirman que los datos de observación han demostrado que los GRB no están generalmente relacionados con la tasa de formación de estrellas de una galaxia; La formación de estrellas, incluidas las masivas, no es el factor más importante para una mayor frecuencia de GRB.
Como el destino lo tendría, vivimos en una galaxia de alto contenido de metales: la Vía Láctea. Piran y Jiménez muestran que la frecuencia de GRB en la Vía Láctea es menor según los últimos datos disponibles. Esa es la buena noticia. Más importante es la colocación de un sistema solar dentro de la Vía Láctea o cualquier galaxia.
El documento afirma que hay un 50% de posibilidades de que letal GRB ha ocurrido cerca de la Tierra en los últimos 500 millones de años. Si un sistema estelar está dentro de los 13,000 años luz (4 kiloparsecs) del centro galáctico, las probabilidades aumentan al 95%. Efectivamente, esto hace que las regiones más densas de todas las galaxias sean demasiado propensas a los GRB para permitir que persista la vida compleja.
La Tierra se encuentra a 8.3 kiloparsecs (27,000 años luz) del centro galáctico y el trabajo de los astrofísicos también concluye que las posibilidades de un GRB letal en un lapso de 500 millones de años no caen por debajo del 50% hasta más allá de 10 kiloparsecs ( 32,000 años luz). Entonces, las probabilidades de la Tierra no han sido más favorables, pero obviamente adecuadas. Los sistemas estelares más alejados del centro son lugares más seguros para que la vida progrese y evolucione. Solo las regiones periféricas de baja densidad estelar de las grandes galaxias mantienen la vida fuera del alcance de las explosiones de rayos gamma.
El documento continúa describiendo su evaluación del efecto de los GRB en todo el Universo. Afirman que solo aproximadamente el 10% de las galaxias tienen entornos propicios para la vida cuando los eventos GRB son una preocupación. Según el trabajo anterior y los nuevos datos, las galaxias (sus estrellas) tuvieron que alcanzar un contenido de metalicidad del 30% del Sol, y las galaxias debían tener al menos 4 kiloparsecs (13,000 años luz) de diámetro para reducir el riesgo de GRB letales. La vida simple podría sobrevivir a los GRB repetidos. Evolucionar hacia formas de vida superiores se vería repetidamente retrasado por extinciones masivas.
El trabajo de Piran y Jiménez también revela una relación con una constante cosmológica. Más atrás en el tiempo, la metalicidad dentro de las estrellas era menor. Solo después de generaciones de formación estelar, miles de millones de años, se han acumulado elementos más pesados dentro de las galaxias. Llegan a la conclusión de que la vida compleja como en la Tierra, desde medusas hasta humanos, no podría haberse desarrollado en el Universo temprano antes de Z> 0.5, un cambio rojo cosmológico igual a ~ 5 mil millones de años atrás o más atrás. El análisis también muestra que existe un 95% de posibilidades de que la Tierra haya experimentado un GRB letal en los últimos 5 mil millones de años.
La cuestión de qué efecto podría tener un GRB cercano en la vida se ha planteado durante décadas. En 1974, el Dr. Malvin Ruderman, de la Universidad de Columbia, consideró las consecuencias de una supernova cercana en la capa de ozono de la Tierra y en la vida terrestre. Su trabajo y el posterior han determinado que los rayos cósmicos conducirían al agotamiento de la capa de ozono, a la duplicación de la radiación solar ultravioleta que llega a la superficie, al enfriamiento del clima de la Tierra y a un aumento de NOx y lluvia que afecta los sistemas biológicos. No es una linda foto. La pérdida de la capa de ozono conduciría a un efecto dominó de los cambios atmosféricos y la exposición a la radiación que conduciría al colapso de los ecosistemas. Un GRB se considera la causa más probable de la extinción masiva al final del período Ordovícico, hace 450 millones de años; sigue habiendo un debate considerable sobre las causas de este y varios otros eventos de extinción masiva en la historia de la Tierra.
El documento se centra en lo que se considera largo GRBs - lGRBs - duran varios segundos en contraste concorto GRB que duran solo un segundo o menos. Se cree que los GRB largos se deben al colapso de estrellas masivas como las que se ven en las supernovas, mientras que los sGRB provienen de la colisión de estrellas de neutrones o agujeros negros. Sigue habiendo incertidumbre en cuanto a las causas, pero los GRB más largos liberan cantidades mucho mayores de energía y son más peligrosos para los ecosistemas que albergan vida compleja.
El documento reduce el tiempo y el espacio disponibles para que se desarrolle una vida compleja dentro de nuestro Universo. A lo largo de la era del Universo, aproximadamente 14 mil millones de años, solo los últimos 5 mil millones de años han sido propicios para la creación de vida compleja. Además, solo el 10% de las galaxias en los últimos 5 mil millones de años proporcionaron tales entornos. Y dentro de las galaxias más grandes, solo las áreas periféricas proporcionaron las distancias seguras necesarias para evadir la exposición letal a una explosión de rayos gamma.
Este trabajo revela qué tan bien nuestro Sistema Solar se ajusta a las condiciones ideales para permitir que se desarrolle una vida compleja. Nos encontramos a una distancia bastante buena del centro galáctico de la Vía Láctea. La edad de nuestro Sistema Solar, de aproximadamente 4.600 millones de años, se encuentra dentro de la zona segura de 5.000 millones de años en el tiempo. Sin embargo, para muchos otros sistemas estelares, a pesar de la cantidad que ahora se considera que existe en todo el Universo, cientos de miles de millones en la Vía Láctea, billones en todo el Universo, lo simple es probablemente una forma de vida debido a los GRB. Este trabajo indica que la vida compleja, incluida la vida inteligente, es probablemente menos común cuando solo se tiene en cuenta el efecto de los estallidos de rayos gamma.
Referencias
Sobre el papel de los GRB en la extinción de la vida en el Universo, Tsvi Piran, Raul Jimenez, Science, noviembre de 2014, preimpresión
