Se estiver muito perto de um ambiente que abrigue vida complexa, uma explosão de raios gama pode significar um fim para essa vida. Mas os GRBs podem ser a razão pela qual ainda não encontramos evidências de outras civilizações no cosmos? Para ajudar a responder à grande questão de "onde estão todos?" físicos da Espanha e Israel reduziram o período e as regiões do espaço em que a vida complexa poderia persistir com um baixo risco de extinção por um GRB.
Os GRBs são alguns dos eventos mais cataclísmicos do Universo. Os astrofísicos ficam surpresos com sua intensidade, alguns dos quais podem ofuscar o universo inteiro por breves momentos. Até agora, eles permaneceram incríveis eventos distantes. Mas, em um novo artigo, os físicos avaliaram como os GRBs poderiam limitar onde e quando a vida poderia persistir e evoluir, potencialmente para uma vida inteligente.
Em seu artigo, “Sobre o papel dos GRBs nas extinções de vida no Universo”, publicado na revista Ciência, Dr. Piran, da Universidade Hebraica, e Dr. Jimenez, da Universidade de Barcelona, consideram primeiro o que se sabe sobre as explosões de raios gama. A metalicidade das estrelas e galáxias como um todo está diretamente relacionada à frequência dos GRBs. Metallicity é a abundância de elementos além do hidrogênio e hélio no conteúdo de estrelas ou galáxias inteiras. Mais metais reduzem a frequência de GRBs. Galáxias com baixo teor de metais são propensas a uma frequência mais alta de GRBs. Os pesquisadores, referenciando seu trabalho anterior, afirmam que dados observacionais mostraram que os GRBs geralmente não estão relacionados à taxa de formação de estrelas de uma galáxia; formar estrelas, incluindo estrelas massivas, não é o fator mais significativo para o aumento da frequência de GRBs.
Como o destino queria, vivemos em uma galáxia com alto teor de metal - a Via Láctea. Piran e Jimenez mostram que a frequência de GRBs na Via Láctea é menor com base nos dados mais recentes disponíveis. Essa é a boa notícia. Mais significativo é a colocação de um sistema solar na Via Láctea ou em qualquer galáxia.
O artigo afirma que há 50% de chance de um letal O GRB ocorreu perto da Terra nos últimos 500 milhões de anos. Se um sistema estelar estiver a 13.000 anos-luz (4 quilo-parsecs) do centro galáctico, as chances aumentam para 95%. Efetivamente, isso torna as regiões mais densas de todas as galáxias muito propensas a GRBs para permitir que vida complexa persista.
A Terra fica a 8,3 quilossegundos (27.000 anos-luz) do centro galáctico e o trabalho dos astrofísicos também conclui que as chances de um GRB letal em um período de 500 milhões de anos não caem abaixo de 50% até além de 10 quilossegundos ( 32.000 anos-luz). Portanto, as probabilidades da Terra não têm sido mais favoráveis, mas obviamente adequadas. Os sistemas estelares mais distantes do centro são lugares mais seguros para a vida progredir e evoluir. Somente as regiões periféricas de baixa densidade estelar de grandes galáxias mantêm a vida fora do perigo de explosões de raios gama.
O artigo continua descrevendo sua avaliação do efeito dos GRBs em todo o Universo. Eles afirmam que apenas aproximadamente 10% das galáxias têm ambientes propícios à vida quando os eventos de GRB são uma preocupação. Com base em trabalhos anteriores e novos dados, as galáxias (suas estrelas) precisavam atingir um teor de metalicidade de 30% do Sol, e as galáxias precisavam ter pelo menos 4 quilo-parsecs (13.000 anos-luz) de diâmetro para diminuir o risco de GRBs letais. A vida simples poderia sobreviver a GRBs repetidos. A evolução para formas de vida mais elevadas seria repetidamente adiada por extinções em massa.
O trabalho de Piran e Jimenez também revela uma relação com uma constante cosmológica. No passado, a metalicidade nas estrelas era menor. Somente após gerações de formação estelar - bilhões de anos - é que elementos mais pesados se acumulam nas galáxias. Eles concluem que uma vida complexa como a Terra - de medusas a seres humanos - não poderia ter se desenvolvido no início do Universo antes de Z> 0,5, um desvio cosmológico para o vermelho igual a ~ 5 bilhões de anos atrás ou mais atrás. A análise também mostra que há uma chance de 95% de que a Terra tenha experimentado um GRB letal nos últimos 5 bilhões de anos.
A questão de que efeito um GRB próximo poderia ter na vida foi levantada por décadas. Em 1974, o Dr. Malvin Ruderman, da Columbia University, considerou as consequências de uma supernova próxima na camada de ozônio da Terra e na vida terrestre. Seu trabalho e o subsequente determinaram que os raios cósmicos levariam ao esgotamento da camada de ozônio, à duplicação da radiação ultravioleta solar atingindo a superfície, ao resfriamento do clima da Terra e ao aumento do NOx e da chuva que afeta os sistemas biológicos. Não é uma imagem bonita. A perda da camada de ozônio levaria a um efeito dominó das mudanças atmosféricas e da exposição à radiação, levando ao colapso dos ecossistemas. Um GRB é considerado a causa mais provável da extinção em massa no final do período ordoviciano, 450 milhões de anos atrás; permanece um debate considerável sobre as causas desse e de vários outros eventos de extinção em massa na história da Terra.
O artigo enfoca o que é considerado longo GRBs - lGRBs - com duração de vários segundos, em contraste combaixo GRBs que duram apenas um segundo ou menos. Acredita-se que os GRBs longos sejam devidos ao colapso de estrelas massivas, como as supernovas, enquanto os sGRBs resultam da colisão de estrelas de nêutrons ou buracos negros. Ainda há incerteza quanto às causas, mas os GRBs mais longos liberam quantidades muito maiores de energia e são mais perigosos para os ecossistemas que abrigam vida complexa.
O artigo restringe o tempo e o espaço disponível para a vida complexa se desenvolver dentro do nosso Universo. Durante a idade do Universo, aproximadamente 14 bilhões de anos, apenas os últimos 5 bilhões de anos foram propícios à criação de vida complexa. Além disso, apenas 10% das galáxias nos últimos 5 bilhões de anos forneceram esses ambientes. E apenas em galáxias maiores, apenas as áreas periféricas forneceram as distâncias seguras necessárias para evitar a exposição letal a uma explosão de raios gama.
Este trabalho revela quão bem nosso Sistema Solar se encaixa nas condições ideais para permitir o desenvolvimento de vida complexa. Estamos a uma boa distância do centro galáctico da Via Láctea. A idade do nosso Sistema Solar, em aproximadamente 4,6 bilhões de anos, fica dentro da zona segura de 5 bilhões de anos no tempo. No entanto, para muitos outros sistemas estelares, apesar de quantos agora são considerados existentes em todo o Universo - centenas de bilhões na Via Láctea, trilhões em todo o Universo - simples é provavelmente um modo de vida devido aos GRBs. Este trabalho indica que vida complexa, incluindo vida inteligente, é provavelmente menos comum quando se leva em consideração apenas o efeito das explosões de raios gama.
Referências:
Sobre o papel dos GRBs na extinção de vidas no Universo, Tsvi Piran, Raul Jimenez, Science, novembro de 2014, pré-impressão
