Jika terlalu dekat dengan lingkungan yang menyimpan kehidupan yang kompleks, ledakan sinar gamma bisa mengeja malapetaka bagi kehidupan itu. Tapi bisakah GRB menjadi alasan kita belum menemukan bukti peradaban lain di kosmos? Untuk membantu menjawab pertanyaan besar "di mana semua orang?" fisikawan dari Spanyol dan Israel telah mempersempit periode waktu dan wilayah ruang di mana kehidupan yang kompleks dapat bertahan dengan risiko kepunahan yang rendah oleh GRB.
GRB adalah beberapa peristiwa paling dahsyat di Semesta. Para astrofisikawan terkagum-kagum dengan intensitasnya, beberapa di antaranya dapat mengungguli seluruh Semesta untuk momen-momen singkat. Sejauh ini, mereka tetap menjadi acara yang luar biasa. Tetapi dalam sebuah makalah baru, fisikawan telah menimbang bagaimana GRB dapat membatasi di mana dan kapan hidup dapat bertahan dan berkembang, berpotensi menjadi kehidupan yang cerdas.
Dalam makalah mereka, "Tentang peran GRB pada kepunahan hidup di Semesta", diterbitkan dalam jurnal Ilmu, Dr. Piran dari Hebrew University dan Dr. Jimenez dari University of Barcelona mempertimbangkan terlebih dahulu apa yang diketahui tentang semburan sinar gamma. Metalisitas bintang dan galaksi secara keseluruhan berkaitan langsung dengan frekuensi GRB. Metallicity adalah kelimpahan unsur-unsur di luar hidrogen dan helium dalam kandungan bintang-bintang atau seluruh galaksi. Lebih banyak logam mengurangi frekuensi GRB. Galaksi yang memiliki kandungan logam rendah cenderung memiliki frekuensi GRB yang lebih tinggi. Para peneliti, merujuk pada karya mereka sebelumnya, menyatakan bahwa data pengamatan telah menunjukkan bahwa GRB umumnya tidak terkait dengan tingkat pembentukan bintang galaksi; pembentukan bintang, termasuk yang masif, bukanlah faktor yang paling signifikan untuk meningkatkan frekuensi GRB.
Seperti sudah ditakdirkan, kita hidup di galaksi dengan kandungan logam tinggi - Bima Sakti. Piran dan Jimenez menunjukkan bahwa frekuensi GRB di Bima Sakti lebih rendah berdasarkan data terbaru yang tersedia. Itu adalah kabar baik. Yang lebih penting adalah penempatan sistem tata surya di dalam Bima Sakti atau galaksi mana pun.
Makalah ini menyatakan bahwa ada kemungkinan 50% dari a letal GRB telah terjadi di dekat Bumi dalam 500 juta tahun terakhir. Jika sistem bintang berada dalam jarak 13.000 tahun cahaya (4 kilo-parsec) dari pusat galaksi, kemungkinan naik menjadi 95%. Secara efektif, ini membuat daerah terpadat dari semua galaksi terlalu rentan terhadap GRB untuk memungkinkan kehidupan yang kompleks tetap ada.
Bumi terletak pada 8,3 kilo-parsec (27.000 tahun cahaya) dari pusat galaksi dan karya ahli astrofisika juga menyimpulkan bahwa peluang GRB yang mematikan dalam rentang 500 juta tahun tidak turun di bawah 50% hingga melampaui 10 kilo-parsec ( 32.000 tahun cahaya). Jadi peluang Bumi bukanlah yang paling menguntungkan, tetapi jelas cukup. Sistem bintang yang lebih jauh dari pusat adalah tempat yang lebih aman bagi kehidupan untuk berkembang dan berkembang. Hanya daerah dengan kepadatan bintang rendah yang rendah dari galaksi-galaksi besar yang membuat kehidupan jauh dari bahaya semburan sinar gamma.
Makalah ini berlanjut dengan menggambarkan penilaian mereka tentang efek GRB di seluruh Semesta. Mereka menyatakan bahwa hanya sekitar 10% dari galaksi memiliki lingkungan yang kondusif untuk hidup ketika peristiwa GRB menjadi perhatian. Berdasarkan penelitian sebelumnya dan data baru, galaksi (bintang-bintangnya) harus mencapai kandungan metalik 30% dari Matahari, dan galaksi harus berdiameter minimal 4 kilo-parsec (13.000 tahun cahaya) untuk menurunkan risiko GRB mematikan. Hidup sederhana bisa bertahan hidup GRB berulang. Berkembang ke bentuk kehidupan yang lebih tinggi akan berulang kali mundur oleh kepunahan massal.
Karya Piran dan Jimenez juga mengungkapkan hubungan dengan konstanta kosmologis. Lebih jauh ke masa lalu, logam dalam bintang lebih rendah. Hanya setelah generasi-generasi pembentukan bintang - miliaran tahun - memiliki unsur-unsur yang lebih berat dibangun di dalam galaksi. Mereka menyimpulkan bahwa kehidupan yang kompleks seperti di Bumi - dari ikan jeli hingga manusia - tidak mungkin berkembang di Semesta awal sebelum Z> 0,5, pergeseran merah kosmologis yang sama dengan ~ 5 miliar tahun yang lalu atau lebih lama yang lalu. Analisis juga menunjukkan bahwa ada kemungkinan 95% Bumi mengalami GRB mematikan dalam 5 miliar tahun terakhir.
Pertanyaan tentang apa dampak GRB terdekat terhadap kehidupan telah diajukan selama beberapa dekade. Pada 1974, Dr. Malvin Ruderman dari Universitas Columbia mempertimbangkan konsekuensi dari supernova terdekat pada lapisan ozon Bumi dan kehidupan terestrial. Karyanya dan karyanya selanjutnya telah menentukan bahwa sinar kosmik akan menyebabkan penipisan lapisan ozon, penggandaan radiasi ultraviolet matahari mencapai permukaan, pendinginan iklim Bumi, dan peningkatan NOx dan hujan yang mempengaruhi sistem biologis. Bukan gambar yang cantik. Hilangnya lapisan ozon akan menyebabkan efek domino dari perubahan atmosfer dan paparan radiasi yang menyebabkan runtuhnya ekosistem. GRB dianggap sebagai penyebab paling mungkin kepunahan massal pada akhir periode Ordovisium, 450 juta tahun yang lalu; masih ada banyak perdebatan tentang penyebab ini dan beberapa peristiwa kepunahan massal lainnya dalam sejarah Bumi.
Makalah ini berfokus pada apa yang dianggap panjang GRB - lGRB - berlangsung beberapa detik berbeda denganpendek GRB yang hanya bertahan satu detik atau kurang. GRB yang panjang diyakini disebabkan oleh runtuhnya bintang-bintang masif seperti yang terlihat di supernova, sedangkan sGRB berasal dari tabrakan bintang neutron atau lubang hitam. Masih ada ketidakpastian tentang penyebabnya, tetapi GRB yang lebih lama melepaskan jumlah energi yang jauh lebih besar dan paling berbahaya bagi ekosistem yang menyimpan kehidupan yang kompleks.
Makalah ini mempersempit waktu dan ruang yang tersedia untuk kehidupan kompleks untuk berkembang di dalam Semesta kita. Lebih dari usia Alam Semesta, sekitar 14 miliar tahun, hanya 5 miliar tahun terakhir yang kondusif bagi penciptaan kehidupan yang kompleks. Selain itu, hanya 10% dari galaksi dalam 5 miliar tahun terakhir menyediakan lingkungan seperti itu. Dan hanya di dalam galaksi yang lebih besar, hanya daerah-daerah terpencil yang menyediakan jarak aman yang diperlukan untuk menghindari paparan sinar gamma yang mematikan.
Karya ini mengungkapkan seberapa baik Tata Surya kita cocok dalam kondisi ideal untuk memungkinkan kehidupan kompleks untuk berkembang. Kami berdiri pada jarak yang cukup baik dari pusat galaksi Bima Sakti. Usia Tata Surya kita, sekitar 4,6 miliar tahun, terletak dalam zona aman 5 miliar tahun pada waktunya. Namun, untuk banyak sistem bintang lainnya, terlepas dari berapa banyak yang sekarang dianggap ada di seluruh Semesta - 100 miliar di Bimasakti, triliunan di seluruh Semesta - sederhana mungkin merupakan cara hidup karena GRB. Karya ini menunjukkan bahwa kehidupan yang kompleks, termasuk kehidupan yang cerdas, kemungkinan kurang umum ketika hanya mempertimbangkan efek ledakan sinar gamma.
Referensi:
Tentang peran GRB pada kepunahan kehidupan di Semesta, Tsvi Piran, Raul Jimenez, Sains, Nov 2014, pra-cetak
