Смерть с небес

Оказывается, что могут даже иметься свидетельства одного такого события в прошлом Земли. Конец эпохи динозавров, возможно, самый известный эпизод массового вымирания в истории, но оно не было крупнейшим. Примерно 440 млн лет назад завершился ордовикский период, когда с лица Земли было стерто до половины всех видов жизни. Все произошло быстро, и, судя по всему, это были два отдельных события, разделенные, возможно, миллионом лет. Причина этого долгое время оставалась загадкой для ученых.

Мог ли гамма-всплеск стать детонатором этого массового вымирания? Существует множество заманчивых подсказок. При гамма-всплеске есть все основания предполагать, что УФ-облучение более негативно скажется на животных и растениях, обитающих у поверхности океанов, чем на глубоководных существах. И свидетельства этому находятся в палеонтологии. У трилобитов, этих любопытных, похожих на крабов животных, доминировавших в океанах в то время, есть стадия личинки. По-видимому, во время события, вызвавшего массовое вымирание, личинки, жившие у поверхности воды, пострадали больше тех, которые жили в глубине. Следовательно, то, что вызвало внезапное вымирание, чем бы оно ни было, вероятно, пришло сверху, с неба. Более того, риск вымирания был также выше для животных с более длительными стадиями личинки в жизненном цикле, чем для тех, у которых стадия личинки была короче. Оба этих факта согласуются с внезапным ростом интенсивности УФ-излучения, которое могло причинять вред на мелководьях, но не в глубоких местах. Животные с более длительными стадиями личинки поглотили бы больше опасного УФ-излучения и погибли бы преимущественно от него.

Что интересно, такие закономерности не наблюдаются в других явлениях массового вымирания, а это говорит о том, что причина ордовикского вымирания была необычной. Гамма-всплескам можно дать много определений, но «необычные» было бы на одном из первых мест в списке.

Второе ордовикское массовое вымирание было связано с быстрым охлаждением Земли и последующим обледенением. Это также согласуется с последствиями ближнего гамма-всплеска: ливень космических лучей и последующий рост содержания двуокиси азота в атмосфере внесли бы свой вклад в возможное глобальное похолодание. Действительно, некоторые исследователи обнаружили, что в то время глобальное оледенение на Земле не могло произойти без какого-либо «инициирующего события», то есть некоего внешнего механизма, запустившего его. Вероятно, этим событием был гамма-всплеск.

Это интересное свидетельство, возможно даже убедительное, но не достаточное. Как обычно, требуются дополнительные исследования. Но оно дает повод призадуматься о том, что событие, произошедшее тысячи лет назад и на расстоянии триллионов километров, может иметь такие серьезные последствия для жизни на Земле.

Излучая уверенность

Стоит ли нам волноваться о гамма-всплесках?

Один из ответов — нет, поскольку в случае гамма-всплеска мы ничего не сможем сделать. А так как гамма-излучение движется со скоростью света — это на самом деле свет, — мы не получим буквально никаких предупреждений о том, что к нам направляется пучок. Так что, зачем волноваться?

С другой стороны, вполне возможно, что в принципе не о чем волноваться.

Почти каждый когда-либо наблюдавшийся гамма-всплеск приходил из невероятно далекой галактики. Но в астрономии расстояние — это то же, что время: чем дальше вы смотрите, тем более далекое прошлое вы видите. Когда мы наблюдаем гамма-всплеск в галактике, находящейся на расстоянии 9 млрд световых лет, мы видим ту галактику такой, какой она была 9 млрд лет назад. Гамма-всплески были частым явлением в прошлом, но по мере старения Вселенной они случаются все реже и реже.

Это важно, потому что галактики со временем меняются. На ранних этапах своей жизни галактики содержат меньше тяжелых элементов, таких как кальций, железо и кислород; эти элементы создаются в сверхновых и после их вспышек разносятся по галактикам, а на это требуется время. Оказывается, что умирающие звезды, содержащие меньше тяжелых элементов, легче генерируют гамма-всплески. А так как, благодаря прошлым поколениям сверхновых, большинство массивных звезд, образующихся в настоящее время, имеют в своем составе много тяжелых элементов, у них меньше шансов выдать гамма-всплески.

Более того, чтобы при взрыве испустить гамма-всплеск, звезда должна быстро вращаться перед коллапсом, иначе может не образоваться аккреционный диск, который питает пучки. Оказывается, звезды с более высоким содержанием тяжелых элементов, как правило, вращаются не настолько быстро. Но это не потому, что элементы более массивные! Более тяжелые элементы лучше поглощают свет, исходящий из внутренних областей звезды, чем более легкие. Поэтому звезда, в газе которой много тяжелых элементов, горячее и ярче, чем звезда с меньшим содержанием тяжелых элементов. Благодаря этому частицы на поверхности звезды легче уносятся звездным ветром — эквивалентом солнечного ветра, но исходящим не от Солнца, а от другой звезды.