انفجارات أشعة جاما يمكن أن تمحو كل أشكال الحياة، ولكن من غير المرجح أن تضرب الأرض
أشعة جاما عبارة عن حزم عالية الطاقة من الإشعاع الكهرومغناطيسي عديمة الوزن، وهي نفس المادة التي تشكل الضوء. ومع ذلك، في حين أن الضوء المرئي يمكن أن يضيء الغرفة بشكل مريح، فإن أشعة جاما يمكن أن تخترق الخرسانة، وتسبب أضرارًا جسيمة لجسم الإنسان أثناء مرورها.
في حين أننا قد نفترض أننا في مأمن من تأثيرات إشعاع غاما، إلا أن إحدى الظواهر الكونية المحددة – انفجارات أشعة جاما – تطرح سؤالاً مخيفًا: ماذا سيحدث إذا ضربت إحدى هذه الارتفاعات الهائلة من الإشعاع الأرض؟
للإجابة على ذلك، نحتاج أولاً إلى استكشاف ما يغذي أقوى وأقوى انفجار في الكون.
ما مدى قوة انفجار أشعة جاما؟
هذه الإطلاقات الهائلة للطاقة لا ينافسها سوى القليل من حيث الشراسة المطلقة. في ثوان معدودة فقط، أ يطلق انفجار أشعة جاما المزيد من الطاقة أكثر مما تستطيع شمسنا توليده طوال حياتها، أو 10 مليارات سنة.
لإنتاج مثل هذه المقذوفة ذات الطاقة الكارثية، يلزم حدوث انفجار قوي بنفس القدر، وهو المكان الذي تأتي منه انفجارات أشعة جاما. مع تقدم النجوم في السن، فإنها تحترق ببطء عبر الوقود الذي يمنعها من الانهيار على نفسها بسبب جاذبيتها. في جوهره، النجم عبارة عن انفجار مرتبط بالجاذبية، وعندما تنتصر الجاذبية في النهاية، تتكثف كرة الغاز الساخنة إلى كرة غاز أكثر سخونة وكثافة، وتنهار على نفسها.
تصبح بعض النجوم عمالقة حمراء عندما تؤدي الطاقة القادمة من النواة الأكثر سخونة إلى التوسع. وهذا سيكون مصير شمسنا. ومع ذلك، فإن بعضها الآخر أضخم بكثير من أي شيء آخر في نظامنا الشمسي وسيؤدي إلى حدوث انفجارات داخلية عنيفة عند الانهيار؛ والنتيجة هي انفجار عملاق يسمى المستعر الأعظم، وثقب أسود أكثر كثافة من أي شيء آخر في الكون المعروف. يمكن أن تؤدي التصادمات والاندماجات العنيفة للأجسام فائقة الكثافة التي تسمى النجوم النيوترونية أيضًا إلى مثل هذه الثقوب السوداء.
أسباب انفجار أشعة جاما
في أي حالة من هذا القبيل، فإن نتيجة المدخلات الهائلة من الطاقة الناتجة عن انهيار النجم هي ناتج هائل بنفس القدر: انفجار أشعة جاما. وذلك لأن المجالات المغناطيسية للنجوم المتقلصة تجمع وتركز المواد المتبقية في القطبين (بلازما شديدة الحرارة)، ثم تقذفها إلى الفضاء كحزم مركزة من الطاقة.
يمكن أن تختلف انفجارات أشعة جاما بشكل جذري من حيث شدتها ومدتها. ويعتقد بعض العلماء كوكبنا يمكن أن يتبخر إذا كانت إحدى هذه التدفقات من الطاقة موجهة مباشرة إلى الأرض، وحدثت على مسافة 200 سنة ضوئية. وحتى في أماكن أخرى من درب التبانة، وعلى مسافات أكبر، لا يزال الإشعاع قادرًا على تعقيم نصف الحياة على الأرض.
لحسن الحظ، يعتقد علماء الفلك أن فرص حدوث انفجار أشعة جاما في الفناء الخلفي السماوي لدينا ضئيلة: نظرًا لعدم وجود نجوم على بعد 200 سنة ضوئية من الأرض مقدر لها أن تندلع في انفجار أشعة جاما، فمن غير المرجح أننا سنفعل ذلك على الإطلاق كن على مسافة قريبة بما يكفي لتتحمل العواقب.
هل أشعة جاما خطيرة؟
ومع ذلك، فإن التعرض الأقل كثافة لهذه الأشعة يعد أمرًا خطيرًا بالفعل. وكما أن الأشعة فوق البنفسجية تجعل الواقي من الشمس ضرورة لئلا يتعرض المرء لخطر الإصابة بسرطان الجلد، فإن أشعة جاما تتطلب أيضًا شكلاً من أشكال الحماية الجسدية. فقط بدلا من SPF 30، سوف تحتاج لتطبيق عدة بوصات من الرصاصوهي نفس المادة المستخدمة لحماية المفاعلات النووية. وإلا فإن إشعاع جاما القوي سيخترق الجلد بسهولة ويبدأ في تجريد الإلكترونات من الذرات الموجودة في أجسامنا.
تضمنت كارثة تشيرنوبيل سيئة السمعة عام 1968 انهيارًا كارثيًا للمفاعل الذي كان يستخدم في السابق لتزويد مدينة بريبيات بالطاقة. بالإضافة إلى النيوترونات وجسيمات ألفا وبيتا عالية الطاقة، والتي لها كتلة، قام طاقم التنظيف الأولي لمحطة الطاقة المدمرة كما واجه كميات كبيرة من إشعاعات جاما. على هذا النحو، عانى الكثيرون من معدلات أعلى بكثير من سرطان الدم وأنواع السرطان الأخرى، بالإضافة إلى السرطان المباشر “حروق غاما” على سطح الجلد.
سيكون لشعاع جاما طويل الأمد تأثيرات مماثلة، ولكن على المحيط الحيوي السطحي بأكمله، مما يؤدي إلى تعقيم كل شيء يلمسه. مثل المطهر الكوني، فإنه من شأنه أن يدمر الحمض النووي ويتلف الأنسجة مثلما تقتل عصا الأشعة فوق البنفسجية الجراثيم الموجودة على المعدات الطبية. ولن يتمكن أي شيء تقريبًا فوق سطح الأرض من البقاء على قيد الحياة، وستتعرض النظم البيئية كما نعرفها للدمار.
ولحسن الحظ، فإن سيناريو يوم القيامة هذا لن يحدث إلا إذا كانت الأرض كذلك مباشرة في المسار الضيق نسبيا للحزمةو (مرة أخرى) فقط داخل درب التبانة. ومع ذلك، هناك سوابق لحدث انقراض جماعي ناجم عن مثل هذا الانفجار، فالتاريخ الطويل لكوكبنا يجعل هذا الأمر أكثر احتمالا من الناحية الإحصائية مما قد تعتقد.
أحداث أشعة جاما عبر العصور
منذ حوالي 450 مليون سنة، خلال العصر الحجري العصر الأوردوفيشيويعتقد أن العصر الجليدي المفاجئ قد قضى على ثلثي الحياة الحيوانية. (في ذلك الوقت، كان ذلك يتألف في معظمه من اللافقاريات المائية مثل ثلاثية الفصوص والجرابتوليت.) ويُعرف باسم ثاني أكثر الانقراضات تدميرًا في تاريخ كوكبنا، ويعتقد بعض العلماء، من بين عوامل أخرى، أن قد يكون السبب هو تداخل أشعة جاما.
يعد الغلاف الجوي للأرض عازلًا فعالًا، حيث يحجب الكثير من الإشعاع عالي الطاقة الذي نتلقاه من الكون، لكن هذا لا يتركه سالمًا. يمكن أن يؤدي التعرض لأشعة غاما إلى تأين الأكسجين والنيتروجين، مما يخلق مستويات مرتفعة من أكاسيد النيتروز. وهذا هو نفس الغاز الذي يخلق الضباب الدخاني الكيميائي الضوئي الذي يجتاح مدن مثل لوس أنجلوس، وربما حجب ما يكفي من الشمس لتبريد الكوكب منذ مئات الملايين من السنين.
بالإضافة إلى ذلك، يؤدي هذا الإشعاع أيضًا إلى استنفاد طبقة الأوزون، مما يسبب وصول الأشعة فوق البنفسجية المسببة للسرطان إلى السطح. في بروتوكول مونتريال لعام 1992، حظرت الحكومات في جميع أنحاء العالم استخدام مركبات الكلوروفلوروكربون، أو مركبات الكربون الكلورية فلورية، على وجه التحديد بسبب آثارها المستنفدة للأوزون. وبدون وجود أطر تنظيمية واسعة النطاق تحت تصرفهم، هلك العديد من سكان الأوردوفيشي ببساطة.
مثل هذه الأحداث لا تنتقل إلى الماضي البعيد. في أكتوبر من عام 2022، اجتاحت موجة من الإشعاع النظام الشمسي، وكانت أكثر كثافة من أي شيء لوحظ من قبل. أطلق عليه علماء الفلك اسم قارب، ألمع في كل العصور. كان مصدره عبارة عن فرشاة قريبة بشكل غير عادي مع انفجار أشعة جاما، وهو حدث يحدث مرة واحدة كل 10000 عام، وفقًا لتقرير عام 2023. يذاكر نشرت في رسائل البحوث الفيزيائية الفلكية.
ولحسن الحظ بالنسبة للحياة على الأرض، فإن الطبيعة المحصورة للأشعة تعني أن الاصطدام المباشر سيكون مستبعدًا جدًا. ومع ذلك، فإن الطبيعة المراوغة لانفجارات أشعة جاما تضمن أنها ستثير باستمرار الرهبة – وربما القليل من الخوف – في ساحتنا الخلفية الكونية.
