Galaxie jsou strašidelná místa.
Vesmír sám o sobě je dost děsivý – temný, rozlehlý, chladný a prázdný – ale uvnitř galaxií se skrývají nejrůznější děsivá zvířata. Většina těchto astrofyzikálních monster jsou hvězdy s různými problémy v chování, jako např výbušné supernovy nebo směšně mocný (a bouřlivý) magnetary. Příliš blízko k jednomu z těchto hvězdných záchvatů vzteku zaručuje velmi špatný čas.
Navíc samotné galaxie mohou být děsivé. V nedávném sloupku VesmírPsal jsem o obzvláště ošklivých kosmických nočních můrách zvaných aktivní galaxie. Víte, všechny velké galaxie mají supermasivní černou díru, která pronásleduje jejich srdce a některé z těchto černých děr mají miliardkrát větší hmotnost než Slunce. Pokud hmota padá do jedné z těchto černých děr vysokou rychlostí, tento dopadající materiál se zahřeje na děsivé teploty a vyšlehne vysokoenergetické záření. To také pohání intenzivní větry subatomárních částic, které odtékají vysokou rychlostí a způsobují zkázu kolem galaktického jádra. To je všechno dost špatné, ale rotace černé díry může také spustit dvojité paprsky hmoty nazývané trysky, které dokážou křičet vesmírem jako paprsky smrti a vaří vše, co jim přijde do cesty po mnoho tisíc světelných let.
O podpoře vědecké žurnalistiky
Pokud se vám tento článek líbí, zvažte podporu naší oceňované žurnalistiky předplatné. Zakoupením předplatného pomáháte zajistit budoucnost působivých příběhů o objevech a nápadech, které formují náš dnešní svět.
To nezní jako přátelské prostředí! Poté, co byl článek publikován, jsem od čtenářů obdržel několik dotazů, které mi kladly znepokojivé otázky: Jak nebezpečné je žít v aktivní galaxii – a je to Mléčná dráha?
Jako obvykle odpověď zní: záleží. Supermasivní černá díra Mléčné dráhy, s názvem Sgr A*Zdá se, že je v současnosti docela klidný, ale nevíme, jak aktivní byla naše galaxie v mládí. Můžeme však vidět ozvěny předchozích událostí kolem galaktického středu; Od srdce Mléčné dráhy se táhnou dvě obrovské bubliny horkého plynu, které jemně září gama paprsky. Není jasné, zda tyto bubliny, tzv Fermiho bublinyjsou foukány nějakým větrem materiálu z Sgr A* po svačině nebo pokud výbuch formování hvězd vytvořil dostatek hvězd s vysokou hmotností, aby vypudily větry, které rozpínají plyn.
A pokud jde o fundamentálnější otázku rizik aktivních galaxií, tato nebyla příliš dobře prozkoumána, ale našel jsem pár dokumentů, které se jí za omezených okolností zabývaly. Výsledky, ne příliš překvapivě, ukazují, že dva nejdůležitější faktory jsou, jak mocná je aktivní galaxie a jak daleko od ní jste.
V extrémních případech vás v bezpečí neudrží ani pobyt mimo aktivní galaxii. Ukázkovým příkladem toho je pár galaxií 3C321kde výtrysk jedné z galaxií naráží do druhé asi 20 000 světelných let daleko. Být v cestě všemu tomu vysokoenergetickému záření musí být drsné, ale dopad výtrysku také způsobuje kolaps mračen plynu ve druhé galaxii, což spouští hromady tvorby hvězd. To zase znamená vytvoření mnoha hvězd o vysoké hmotnosti, které během několika milionů let explodují jako supernovy.
Názory na to, jak blízko může být planeta explodující hvězdě a přežít, se různí, ale několik set světelných let je konzervativní odhad. V galaktickém měřítku je to velmi blízko, takže v průměru je nepravděpodobné, že by to postihlo nějaký konkrétní svět. A pak znovu, na galaktických měřítcích je několik milionů let okamžik, takže všechny ty tryskově jiskřící supernovy by explodovaly téměř současně – což nemůže být dobré pro žádný svět v obecném okolí. Doporučil bych vám, abyste se drželi dál od tryskáčů.
A co ostatní efekty? Vítr subatomárních částic je problém – ve skutečnosti dva problémy. Jedním z nich je, že pokud vítr narazí na planetu, jako je Země, může uložit energii v atmosféře a zahřát ji. To způsobí, že se vzduch roztáhne, takže je náchylnější ke ztrátě ve vesmíru. Druhým je, že když tyto částice dopadnou do atmosféry, mohou spustit několik různých druhů chemických reakcí, včetně tvorby oxidů dusíku, hlavních složek smogu. To má několik účinků, ale jedním z nejškodlivějších je, že smog ničí ozón, molekulu složenou ze tří atomů kyslíku. Ozón absorbuje energetické ultrafialové světlo z hostitelské hvězdy, které se jinak může dostat na povrch a být škodlivé pro život.
V článku zveřejněném začátkem tohoto roku v Měsíční oznámení Královské astronomické společnosti, tým astronomů modeloval tyto dva efekty z aktivní galaxie. Vědci nejprve předpokládali, že galaxie má černou díru podobnou Sgr A* naší Mléčné dráhy s hmotností čtyř milionů sluncí. Poté vypočítali energii větru a zjistili, že by mohl erodovat atmosféru světa podobného Zemi až do vzdálenosti 1 300 světelných let – nebo jen poškozovat ozón planety, pokud by to bylo do 3 000 světelných let. Může se to zdát jako znepokojivě velké vzdálenosti, ale Mléčná dráha má poloměr 60 000 světelných let a naše sluneční soustava je asi 26 000 světelných let od středu, takže jsme v bezpečí před nepříjemnými větry.
To je hezké. I kdyby nějaká událost vysypala spoustu materiálu do naší místní supermasivní černé díry, dostali bychom světelnou show, ale měli bychom přežít.
Ne každá galaxie má však takové štěstí. Sgr A* je ve skutečnosti lehká hmota pro galaxie naší velikosti a mnoho galaxií má supermasivní černé díry, které jsou mnohem větší – dostatečně velké, říkají výzkumníci, aby se mohly potenciálně sterilizovat. celou galaxii když vybuchnou aktivitou. To mě těší, že naše místní bestie je poddimenzovaná.
Další článek, publikovaný v roce 2022 v Astrophysical Journal, podíval se na účinky ultrafialového záření na obyvatelnosti galaxie. Co autoři zjistili, je zajímavé: UV záření vycházející z aktivní galaxie by ve skutečnosti mohlo podporovat růst ochranného ozónu v atmosféře planety za předpokladu, že je k dispozici dostatek kyslíku k jeho vytvoření. Takže kupodivu může aktivní galaxie posílit podmínky pro život, alespoň za těchto velmi úzkých okolností.
Podobně jako u relativně lokalizovaných nebezpečí supernov by však „mrtvá zóna“ UV záření jakékoli supermasivní černé díry byla stále většinou omezena na galaktické jádro, a tak by postihlo pouze malé procento všech hvězd. Ve spirální galaxii, jako je ta naše, která má plochý disk naplněný neprůhledným prachem absorbujícím UV zářeníúčinky by byly v podstatě nulové pro planetu jako je Země, která byla zasazena do vnějších předměstí disku.
To vyvolává otázku, jak je naše galaxie obecně obyvatelná. To bylo skutečně studováno, i když se závěry opět liší. Předčasný pokus o to z roku 2004 zjistili, že existuje „galaktická obyvatelná zóna“, analogické těm kolem hvězdve kterém může vzniknout život. Příliš blízko středu je příliš mnoho explodujících hvězd na začátku. (Navíc mladší galaxie bývají aktivnější.) Příliš vzdálené hvězdy bývají příliš staré, ochuzené o těžké prvky, jako je železo a uhlík, které jsou potřebné pro život, jak jej známe. Tato počáteční práce načrtla galaktickou obyvatelnou zónu, která se rozprostírá ve vzdálenosti asi 22 000 až 30 000 světelných let od středu – tedy v podstatě přímo tam, kde se nacházíme. Ale pozdější výzkum to rozšířil; jeden tým astronomů zjistil, že oblast Mléčné dráhy, která je přátelská k životu, dosahuje od téměř 7 000 do více než 40 000 světelných let, daleko do rozšířeného disku naší galaxie.
Přesto přemýšlím – a obávám se – o tom, jaké budoucí možnosti nás čekají. Pokud se obrovská galaxie Andromeda srazí s Mléčnou dráhou, což se může stát za několik miliard letdo Sgr A*, stejně jako do mnohem masivnější černé díry v centru Andromedy, by mohla být nasypána spousta hmoty. To by mohlo na krátkou dobu vzkřísit obě jako aktivní galaxie. Jakákoli planeta v okruhu několika tisíc světelných let od jádra obou by mohla zažít drsnou jízdu.
Ať tak či onak, toto vše je děsivou připomínkou toho, že nás vesmír toleruje, ale nemusí nutně udržovat stabilní prostředí pro život. Pokud potřebujete o Halloweenu cítit mráz po zádech, podívejte se na temnou oblohu, zatímco budete na triku. Podívejte se na Zlověstná záře Mléčné dráhy a divit se, jak přívětivá naše galaxie skutečně je.
