Kesan artis tentang ledakan sinar gamma meledak di dekat Bumi. Klik untuk memperbesar.
Kita hidup di alam semesta yang berbahaya. Sekarang tambahkan semburan sinar gamma ke daftar - ledakan paling kuat di Semesta. Bahkan 10 detik radiasi dari salah satu peristiwa ini akan menjadi kemunduran mematikan bagi kehidupan di Bumi. Sebelum Anda mulai mencari planet lain untuk hidup, Dr. Andrew Levan dari University of Hertforshire di sini untuk menjelaskan kemungkinan ledakan di dekatnya. Sepertinya peluangnya menguntungkan kita.
Dengarkan wawancara: Kami Aman Dari Gamma Ray Bursts (6,0 MB)
Atau berlangganan ke Podcast: universetoday.com/audio.xml
Apa itu Podcast?
Fraser Cain: Sekarang, saya ingin belajar seberapa aman saya dari semburan sinar gamma, tetapi pertama-tama bisakah Anda memberikan penjelasan kepada mereka tentang apakah ledakan itu?
Andrew Levan: Semburan sinar gamma benar-benar sebuah misteri selama 30 tahun terakhir. Mereka pertama kali ditemukan pada tahun 1967 oleh satelit yang diluncurkan untuk mencari bukti uji nuklir yang terjadi di luar angkasa. Jadi pada 1960-an ada kekhawatiran di kedua sisi - Rusia dan Amerika - kami khawatir bahwa pihak lawan mungkin menguji senjata nuklir di suatu tempat di luar angkasa. Dan ada perjanjian larangan uji yang melarang ini dan kemudian berbagai satelit diluncurkan untuk dapat mendeteksi tanda tangan dari tes ini. Dan tes ini akan memberikan tanda tangan yang akan menjadi semburan sinar gamma. Dan satelit diluncurkan untuk mencari ini. Mereka tidak pernah benar-benar melihat sinar gamma dari tes nuklir, tetapi apa yang mereka temukan adalah ledakan sangat terang yang terjadi di tempat lain di Tata Surya. Tidak terkait dengan apa pun yang terjadi yang jelas; bukan benar-benar Bulan atau planet apa pun atau semacamnya. Dan ini adalah semburan sinar gamma pertama yang ditemukan.
Selama 20 atau 30 tahun ke depan, hanya itulah yang kami ketahui tentang mereka; kilatan radiasi energi tinggi aneh yang tidak dapat dijelaskan ini. Ini ringan dengan panjang gelombang jauh lebih pendek daripada sinar-X yang digunakan gambar medis. Dan mereka sangat sulit karena itu untuk menunjukkan dengan tepat kepada mereka. Jadi kami benar-benar tidak tahu di mana mereka berada, apakah mereka ada di dekat kami atau apakah mereka berada jauh. Dan kemudian pada akhir 1990-an, akhirnya kami berhasil menentukan asal-usulnya dengan emisi optik, dengan cahaya normal, dan itu menunjukkan bahwa itu adalah ledakan luar biasa terang yang terjadi di alam semesta yang jauh, jadi Anda berbicara tentang melihat ke belakang hanya ke beberapa ratus juta tahun setelah Big Bang - 95% dari jalan kembali melalui zaman Semesta.
Jadi, itu adalah semacam terobosan pertama. Dan kemudian selama beberapa tahun berikutnya, disadari bahwa semburan sinar gamma ini sebenarnya disebabkan oleh runtuhnya bintang yang sangat masif. Jadi ketika Anda berbicara sangat besar, Anda sebenarnya berbicara sekitar 20-30 kali lebih berat dari Matahari. Dan apa yang terjadi dengan bintang-bintang ini adalah bahwa mereka membakar, atau menyatukan, hidrogen menjadi unsur yang lebih berat di inti mereka. Dan akhirnya proses itu berhenti, mereka jatuh ke dalam diri mereka sendiri, membentuk lubang hitam, dan proses itulah yang menciptakan ledakan sinar gamma.
Fraser: Kedengarannya sangat mirip dengan proses ledakan supernova. Jadi, apa bedanya?
Levan: Ya, banyak semburan sinar gamma adalah ledakan supernova. Jadi mereka hanyalah sebagian dari supernova. Supernova terjadi ketika bintang-bintang lebih masif yang 8 kali massa Matahari kehabisan bahan bakar nuklir dan runtuh, tetapi sebagian besar waktu mereka membentuk bintang neutron daripada lubang hitam. Sekarang bintang neutron adalah objek yang tidak terlalu ekstrem, tetapi masih sangat ekstrem. Dan itu lebih atau kurang massa Matahari, tetapi runtuh menjadi wilayah yang hanya 10 mil. Tetapi yang terjadi di sana adalah Anda benar-benar mendapatkan energi yang jauh lebih sedikit. Dan ketika Anda memiliki bintang-bintang yang sangat masif yang menjadi semburan sinar gamma, energi dari sinar gamma ini diluncurkan dengan jet. Jadi itu seperti pipa selang yang diarahkan langsung ke Anda, dan pada dasarnya keluar kutub bintang di kedua ujungnya. Ini menerangi langit sebagai sumber yang sangat cerah. Tapi itu hanya menerangi mungkin beberapa persen dari langit. Dan di situlah sinar gamma dipancarkan, dan itulah yang membuat sinar gamma meledak. Dan hanya beberapa jenis supernova yang membuat lubang hitam dan kondisi yang diperlukan untuk membuat jet adalah yang membuat ledakan sinar gamma. Dan kemudian semburan sinar gamma jauh lebih terang daripada supernova normal yang kita lihat.
Fraser: Dan berada di dekat sini adalah tempat yang cukup berbahaya. Seberapa berisiko itu, dan seberapa jauh lingkup kehancuran?
Levan: Orang-orang berbicara tentang supernova dan mereka berbicara tentang semburan sinar gamma sebagai berbahaya bagi Bumi. Untuk seorang supernova, itu harus sangat dekat; itu harus dalam waktu sekitar 10 parsec dari kita (atau 30 tahun cahaya). Benar-benar tidak ada banyak bintang dalam hal itu. Sekarang dengan semburan sinar gamma jauh lebih terang sehingga bisa 30 atau 40.000 tahun cahaya dari kita. Jadi itu setengah jalan melintasi galaksi. Jika seseorang meledak di pusat galaksi dan menabrak Bumi, maka itu akan menjadi hal yang sangat berbahaya bagi kita. Karena apa yang akan terjadi adalah radiasi energi tinggi akan menghantam kita akan mengionisasi atmosfer tinggi dan menciptakan banyak nitrogen oksida baru yang cukup jahat yang akan menciptakan hujan asam. Itu akan menghancurkan lapisan ozon, dan pada saat yang sama, itu akan menghujani sisi bumi yang menghadapinya dengan dosis radiasi ultraviolet yang sangat tinggi.
Fraser: Jika salah satunya meledak di galaksi Anda, itu adalah kemunduran besar bagi kehidupan. Saya tidak bisa membayangkan banyak yang bisa menahan itu, terlepas dari kehidupan mikroba di bawah tanah.
Levan: Ya, tentu saja, sungguh. Dampak bagi kami adalah bahwa Anda akan memiliki situasi yang agak paradoks bahwa nitrogen oksida yang dibuat di atmosfer dapat benar-benar menghalangi cahaya optik, sehingga Anda memiliki pendinginan global. Anda akan mengalami masalah dengan menanamkan fotosintesis dan hal-hal seperti itu. Tetapi pada saat yang sama karena Anda memiliki lapisan ozon yang dihancurkan, Anda akan memiliki gelombang sinar ultraviolet yang tinggi yang benar-benar akan merusak kehidupan yang mengalaminya. Dan itu akan secara drastis mempengaruhi proses evolusi. Apakah mungkin bagi kita untuk berevolusi secukupnya untuk menjalani hidup itu sangat tidak mungkin.
Fraser: Apakah para ilmuwan berpikir itu bertanggung jawab atas beberapa peristiwa kepunahan di masa lalu?
Levan: Ada banyak diskusi tentang ini. Jelas yang paling banyak dibicarakan tentang kepunahan adalah dinosaurus dan banyak orang sekarang percaya bahwa itu mungkin sebuah asteroid yang terkena dari luar Bumi atau sesuatu seperti itu. Tentu saja ada peristiwa kepunahan sekitar 400 juta tahun yang lalu yang orang bicarakan mungkin karena ledakan sinar gamma. Jelas itu sangat tidak pasti ketika Anda melihat ke belakang dan Anda mencoba untuk melihat melalui catatan fosil, tetapi tentu saja semburan sinar gamma telah dibicarakan karena fakta bahwa mereka kurang umum daripada supernova, mereka dapat mempengaruhi Anda terlalu besar volume Bumi bahwa orang telah berbicara tentang kepunahan masa lalu karena ledakan sinar gamma.
Fraser: Oke, sekarang saya dijanjikan kabar baik. Baringkan pada saya.
Levan: Apa yang kami lakukan adalah mempelajari banyak semburan ini, sekitar 40 di antaranya. Sekarang ini adalah semburan sinar gamma yang bisa Anda rileks, mereka begitu jauh sehingga mereka sebenarnya sulit dilihat bahkan dengan teleskop terbesar di dunia. Tapi apa yang bisa kita pelajari dari mereka adalah jenis galaksi di mana mereka terjadi. Dan Bima Sakti, yang merupakan galaksi kita, disebut spiral desain besar. Itu adalah galaksi besar yang sangat besar. Sekarang ketika Anda melihat jenis-jenis galaksi ini cenderung terjadi, Anda menemukan bahwa mereka selalu berada di galaksi-galaksi kecil, berantakan, sangat tidak teratur ini yang memiliki massa sangat rendah, yang sangat tidak seperti Bima Sakti. Dan alasannya adalah bahwa Bima Sakti memiliki banyak hal yang kita sebut logam. Sekarang ketika para astronom berbicara tentang logam, kami tidak benar-benar memaksudkan hal-hal seperti aluminium atau besi, atau hal-hal seperti itu. Kami benar-benar berarti sesuatu yang lebih berat daripada hidrogen atau helium. Dan untuk memiliki kehidupan, Anda harus memiliki karbon dan oksigen dan hal-hal seperti itu sangat langka di galaksi kecil yang memiliki semburan sinar gamma meledak. Jadi apa yang Anda sadari ketika Anda melihatnya adalah bahwa galaksi kecil sangat penting untuk menciptakan semburan sinar gamma karena yang Anda butuhkan pada dasarnya adalah bintang yang sangat masif yang membentuk lubang hitam, dan jauh lebih mudah untuk melakukannya di galaksi kecil ini yang memiliki sangat sedikit galaksi. logam. Dan apa yang pada dasarnya berarti adalah bahwa meskipun kita pernah mengalami itu di masa lalu, ledakan sinar gamma tidak terjadi di galaksi seperti galaksi kita.
Fraser: Saya tahu bahwa beberapa penelitian baru-baru ini menunjukkan kepada kita beberapa daerah pembentuk bintang di galaksi satelit terdekat ke Bima Sakti yang membangun bintang-bintang yang 50-80 kali massa Matahari, begitu juga para kandidat yang baik atau apakah ada sesuatu tentang elemen yang lebih berat?
Levan: Ya, jadi ada sesuatu yang sangat spesifik tentang unsur yang lebih berat. Ketika Anda memiliki unsur-unsur yang lebih berat di bintang, itu sebenarnya mempengaruhi evolusi bintang secara sangat mendasar. Dan yang terjadi adalah elemen-elemen berat ini memiliki apa yang kita sebut angin bintang; angin bintang yang cukup kuat. Dan apa artinya ini adalah bahwa mereka mendorong semua materi yang ada di luar mereka. Jadi, meskipun mereka memulai hidup mereka sebagai bintang yang sangat masif, pada saat mereka mengakhiri hidup mereka, mereka sebenarnya telah kehilangan banyak massa sehingga mereka tidak lagi cukup besar untuk membentuk lubang hitam. Dan mereka benar-benar membentuk bintang-bintang neutron ini sebagai supernova normal. Jadi ada sangat sedikit keraguan bahwa bintang masif yang Anda lihat dan bintang besar yang membentuk daerah yang Anda lihat akan membentuk supernova, karena mereka jauh lebih jauh, mereka bukan ancaman bagi kami. Dan karena angin bintang mereka, mereka akan kehilangan begitu banyak massa sehingga mereka tidak bisa membuat lubang hitam dan sehingga mereka tidak bisa membuat ledakan sinar gamma.
Fraser: Karena semua semburan sinar gamma telah terlihat di Semesta, apakah ini hampir seperti fungsi zaman - saat Anda melihat lebih jauh, Anda melihat ke masa lalu. Kami dulu memiliki semburan sinar gamma, tetapi itu tidak terjadi lagi.
Levan: Ya, sangat banyak. Jelas, ketika bintang berevolusi, Anda membuat generasi bintang pertama. Semua logam, semua atom yang Anda lihat di sekitar Anda, di tubuh Anda, di gedung, dan semuanya seperti itu, terbuat dari ledakan supernova di masa lalu. Mereka memperkaya segala sesuatu di sekitar mereka, dan kemudian ada generasi bintang lain yang dibuat dari itu, dan seterusnya. Jadi ketika Anda melihat kembali ke Semesta, ada lebih sedikit logam ini di sekitar, dan lebih sedikit dari unsur-unsur berat ini, dan Semesta awal adalah tempat yang jauh lebih menjanjikan untuk mencari semburan sinar gamma daripada Semesta seperti yang kita lihat sekarang. di mana hanya ledakan sinar gamma yang terjadi di galaksi kecil di mana belum ada begitu banyak pembentukan bintang selama yang ada di Bima Sakti.
