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¿Debería preocuparse por los estallidos de rayos gamma?

¿Debería preocuparse por los estallidos de rayos gamma?

De todas las catástrofes cósmicas que podrían afectar a nuestro planeta, un ataque por radiación de una explosión de rayos gamma es sin duda uno de los más extremos. Los GRB, como se les llama, son eventos poderosos que liberan grandes cantidades de rayos gamma. Estas se encuentran entre las radiaciones más letales conocidas. Si una persona se encontrara cerca de un objeto que produce rayos gamma, se fríe en un instante. Ciertamente, una explosión de rayos gamma podría afectar el ADN de la vida, causando daño genético mucho después de que la explosión haya terminado. Si tal cosa sucediera en la historia de la Tierra, bien podría haber alterado la evolución de la vida en nuestro planeta.

Si un estallido de rayos gamma golpeara la Tierra, estas regiones del planeta verían más alto de lo normal al ADN en planetas, animales y humanos. NASA / Goddard Space Flight Center Estudio de visualización científica // svs.gsfc.nasa.gov / 3149

La buena noticia es que un GRB destruyó la Tierra como un evento bastante improbable. Esto se debe a que estas explosiones ocurren tan lejos que las posibilidades de ser dañadas por uno son bastante pequeñas. Aún así, son eventos fascinantes que captan la atención de los astrónomos cada vez que ocurren.

¿Qué son los estallidos de rayos gamma?

Las explosiones de rayos gamma son explosiones gigantes en galaxias distantes que envían enjambres de rayos gamma poderosamente energéticos. Las estrellas, las supernovas y otros objetos en el espacio irradian su energía en diversas formas de luz, incluida la luz visible, rayos X, rayos gamma, ondas de radio y neutrinos, por nombrar algunos. Las explosiones de rayos gamma enfocan su energía en una longitud de onda específica. Como resultado, son algunos de los eventos más poderosos del universo, y las explosiones que los crean también son bastante brillantes en luz visible.

Este mapa muestra la ubicación de un millar de estallidos de rayos gamma en el cielo. Casi todo ocurrió en galaxias distantes. NASA / Swift

La anatomía de una explosión de rayos gamma

¿Qué causa los GRB? Durante mucho tiempo, permanecieron bastante misteriosos. Son tan brillantes que al principio la gente pensó que podrían estar muy cerca. Ahora resulta que muchos están muy distantes, lo que significa que sus energías son bastante altas.

Los astrónomos ahora saben que se necesita algo muy extraño y masivo para crear uno de estos arrebatos. Pueden ocurrir cuando dos objetos altamente magnetizados, como los agujeros negros o las estrellas de neutrones colisionan, sus campos magnéticos se unen. Esa acción crea enormes chorros que enfocan las partículas energéticas y los fotones que salen de la colisión. Los chorros se extienden por muchos años luz de espacio. Piensa en ellos como Star Trek-como las ráfagas de phaser, solo que mucho más potentes y llegando a una escala casi cósmica.

Una ilustración de una explosión de rayos gamma que involucra un agujero negro y un chorro de material corriendo por el espacio. NASA

La energía de una explosión de rayos gamma se enfoca a lo largo de un haz estrecho. Los astrónomos dicen que está "colimado". Cuando una estrella supermasiva se derrumba, puede crear una explosión de larga duración. La colisión de dos agujeros negros o estrellas de neutrones crea explosiones de corta duración. Curiosamente, las explosiones de corta duración pueden estar menos colimadas o, en algunos casos, no estar muy enfocadas. Los astrónomos todavía están trabajando para descubrir por qué podría ser esto.

Por qué vemos GRB

Colimar la energía de la explosión significa que gran parte se enfoca en un haz estrecho. Si la Tierra se encuentra a lo largo de la línea de visión de la explosión enfocada, los instrumentos detectan el GRB de inmediato. En realidad, también produce una brillante explosión de luz visible. Un GRB de larga duración (que dura más de dos segundos) puede producir (y enfocar) la misma cantidad de energía que se crearía si el 0.05% del Sol se convirtiera instantáneamente en energía. Ahora, eso es una gran explosión!

Comprender la inmensidad de ese tipo de energía es difícil. Pero, cuando esa cantidad de energía se transmite directamente desde la mitad del universo, puede verse a simple vista aquí en la Tierra. Afortunadamente, la mayoría de los GRB no están tan cerca de nosotros.

¿Con qué frecuencia ocurren los estallidos de rayos gamma?

En general, los astrónomos detectan aproximadamente una explosión por día. Sin embargo, solo detectan aquellos que emiten su radiación en la dirección general de la Tierra. Por lo tanto, es probable que los astrónomos solo vean un pequeño porcentaje del número total de GRB que se producen en el universo.

Eso plantea preguntas sobre cómo los GRB (y los objetos que los causan) se distribuyen en el espacio. Dependen en gran medida de la densidad de las regiones formadoras de estrellas, así como de la edad de la galaxia involucrada (y quizás también otros factores). Si bien la mayoría parece ocurrir en galaxias distantes, podrían ocurrir en galaxias cercanas, o incluso en la nuestra. Sin embargo, los GRB en la Vía Láctea parecen ser bastante raros.

¿Podría una explosión de rayos gamma afectar la vida en la Tierra?

Las estimaciones actuales indican que ocurrirá una explosión de rayos gamma en nuestra galaxia, o en una galaxia cercana, aproximadamente una vez cada cinco millones de años. Sin embargo, es bastante probable que la radiación no tenga un impacto en la Tierra. Tiene que suceder bastante cerca de nosotros para que tenga efecto.

Todo depende de la emisión. Incluso los objetos muy cercanos a una explosión de rayos gamma pueden no verse afectados si no están en la trayectoria del haz. Sin embargo, si un objeto es en el camino, los resultados pueden ser devastadores. Hay evidencia que sugiere que un GRB algo cercano podría haber ocurrido hace unos 450 millones de años, lo que podría haber llevado a una extinción masiva. Sin embargo, la evidencia de esto aún es incompleta.

Parado en el camino del rayo

Una explosión cercana de rayos gamma, transmitida directamente a la Tierra, es bastante improbable. Sin embargo, si ocurriera uno, la cantidad de daño dependería de qué tan cerca esté la explosión. Suponiendo que uno ocurra en la galaxia de la Vía Láctea, pero muy lejos de nuestro sistema solar, las cosas podrían no estar tan mal. Si ocurre relativamente cerca, entonces depende de cuánto se cruza la viga de la Tierra.

Con los rayos gamma emitidos directamente a la Tierra, la radiación destruiría una porción significativa de nuestra atmósfera, específicamente la capa de ozono. Los fotones que fluyen de la explosión causarían reacciones químicas que conducen a la contaminación fotoquímica. Esto agotaría aún más nuestra protección contra los rayos cósmicos. Luego están las dosis letales de radiación que experimentaría la vida superficial. El resultado final sería la extinción masiva de la mayoría de las especies de vida en nuestro planeta.

Afortunadamente, la probabilidad estadística de tal evento es baja. La Tierra parece estar en una región de la galaxia donde las estrellas supermasivas son raras, y los sistemas de objetos compactos binarios no están peligrosamente cerca. Incluso si ocurriera un GRB en nuestra galaxia, la probabilidad de que se dirija directamente a nosotros es bastante rara.

Entonces, si bien los GRB son algunos de los eventos más poderosos del universo, con el poder de devastar la vida en cualquier planeta en su camino, generalmente estamos muy seguros.

Los astrónomos observan GRB con naves espaciales en órbita, como la misión FERMI. Rastrea cada rayo gamma que se emite desde fuentes cósmicas, tanto dentro de nuestra galaxia como en lugares distantes del espacio. También sirve como una especie de "alerta temprana" de las explosiones entrantes, y mide sus intensidades y ubicaciones.

Así es como se ve el cielo de rayos gamma visto por el telescopio Fermi de la NASA. Todas las fuentes brillantes emiten rayos gamma a fuerzas superiores a 1 GeV (giga-electron-volt). Crédito: NASA / DOE / Fermi LAT Collaboration

 

Editado y actualizado por Carolyn Collins Petersen.