Cele mai energetice evenimente din Univers, exploziile sau erupţiile de raze gamma, se produc atunci când stele masive mor în stadiul de supernove sau atunci când stelele se ciocnesc. Aceste jeturi de radiaţii gamma produc puternice reacţii nucleare la distanţe de jur împrejurul lor mai mari decât se credea, conform unui material publicat de Live Science.

Aceste puternice explozii funcţionează ca nişte faruri cosmice şi lansează puternice fascicule de lumină ce abundă în neutrini, particule fantomatice ce trec prin orice formă a materiei şi transcend Universul aproape complet nedetectate.
 

Este evident că nu am vrea să ne aflăm în calea unui astfel de fascicul de radiaţii gamma, care distrug moleculele de ADN. Însă fizicienii considerau până recent că Terra ar fi în pericol doar dacă s-ar afla în calea unui astfel de fascicul. Din nefericire, lucrurile nu stau chiar aşa. Un nou studiu publicat în baza de date arXiv la 29 decembrie (ce nu a fost încă analizat în sistem peer-review) ajunge la concluzia că Pământul poate fi în pericol şi dacă un astfel de fascicul de radiaţii gamma trece pe lângă planetă, fără să o lovească direct.

Fabrici de radiaţii gamma

Radiaţia gamma este o radiaţie electromagnetică provenită din dezintegrarea radioactivă a nucleelor atomice. Timp de mai multe decenii, astronomii au identificat două tipuri de explozii de raze gamma (GRB - gamma-ray bursts): un tip de lungime mai mare, ce durează mai mult de 2 secunde şi până la câteva minute şi un tip mai scurt, care durează sub 2 secunde. Nu se ştie exact cum se produc aceste emisii, însă astrofizicienii sunt de părere că tipul mai lung de erupţii gamma este produs de moartea în stadiul de supernove a celor mai masive stele din Univers, lăsând în urmă stele neutronice sau găuri negre.

De cealaltă parte, emisiile scurte de radiaţii gamma se crede că sunt generate de un mecanism complet diferit: ciocnirea a două stele neutronice. Aceste evenimente nu sunt la fel de puternice precum cele produse în supernove, însă sunt suficient de puternice pentru a produce emisii de fascicule gamma.

În interiorul unui motor cu reacţie cosmic

Atunci când două stele neutronice se ciocnesc, cantitatea de energie eliberată este totuşi enormă. O stea neutronică are dimensiunea unui oraş însă este de câteva ori mai grea decât Soarele. Două stele neutronice ce urmează să se ciocnească se orbitează una pe cealaltă de la o distanţă din ce în ce mai mică, cu o viteză enormă pentru nişte obiecte atât de masive, ce reprezintă o fracţiune importantă din viteza luminii, conform oamenilor de ştiinţă.

Apoi, după ciocnire, cele două stele neutronice formează fie o stea neutronică cu masă mai mare, fie, dacă anumite condiţii sunt îndeplinite, o gaură neagră. Materia expulzată în spaţiu de ciocnire formează un disc de acreţie în jurul obiectului cosmic rezultat după ciocnire. Dacă acest obiect este o gaură neagră, atunci discul de acreţie este absorbit de gaura neagră cu o viteză colosală, ajungând la o rată de câteva mase solare de materie pe secundă.

Toată această energie şi materie este absorbită şi înghesuită în centrul sistemului nou format, iar un mecanism complicat şi puţin înţeles de forţe magnetice şi electrice proiectează în spaţiu sub formă de jeturi o parte din această materie şi energie. Aceste jeturi se propagă de o parte şi de alta a centrului găurii negre, de-a lungul axului de rotaţie al ei. Dacă un astfel de jet este îndreptat direct spre Pământ, întreaga suprafaţă va fi sterilizată prin distrugerea moleculelor ADN aflate la baza vieţii.

Dar aceste emisii sunt nişte fascicule relativ înguste şi atât timp cât nu lovesc direct Pământul, ar trebui să nu avem nicio problemă. Conform noului studiu însă, lucrurile nu ar sta chiar aşa.

Fabrici de neutrini

Astrofizicienii susţin că astfel de jeturi de radiaţii gamma se formează şi se propagă în spaţiu într-un mod complicat şi greu de prevăzut, iar rezultatul este complet distructiv. În noul studiu, doi astrofizicieni au explorat în detaliu astfel de sisteme, aplecându-se cu atenţie sporită asupra comportamentului norilor de gaze prin care trec astfel de jeturi. Uneori, astfel de nori de gaze se ciocnesc unul de altul, rezultând unde de şoc ce pot accelera şi alimenta emisii proprii de radiaţii şi de particule, cu nivel energetic ridicat. Aceste radiaţii, compuse din protoni şi alte particule nucleare grele, sunt suficient de încărcate cu energie pentru a accelera până aproape de viteza luminii şi se pot ciocni şi forma combinaţii exotice şi rare de particule, aşa cum sunt pionii (mezonii pi), spre exemplu. Apoi, rapid, pionii se descompun în fluxuri de neutrini, particule fantomatice ce inundă Universul dar interacţionează foarte rar cu materia.

Aceşti neutrini sunt dovada că puternice reacţii nucleare se produc la distanţă de fasciculul îngust de radiaţii gamma. Deocamdată, oamenii de ştiinţă nu ştiu cât de departe faţă de fasciculul propriu-zis de radiaţii gamma se extinde zona de pericol. AGERPRES/(AS - autor: Codruţ Bălu, editor: Dana Purgaru, editor online: Gabriela Badea)

*** Sursa foto: www.livescience.com