Στις 9 Οκτωβρίου 2022, τηλεσκόπια στο διάστημα έπιασαν έναν πίδακα φωτονίων υψηλής ενέργειας που έτρεχαν μέσω του σύμπαντος προς τη Γη, απόδειξη μιας έκρηξης σουπερνόβα 1,9 δισεκατομμύρια έτη φωτός μακριά. Τέτοια γεγονότα είναι γνωστά ως εκρήξεις ακτίνων γάμμα, και οι αστρονόμοι που συνέχισαν να μελετούν αυτό είπαν ότι ήταν το «λαμπρότερο όλων των εποχών».

Τώρα, μια ομάδα επιστημόνων ανακάλυψε ότι αυτή η έκρηξη προκάλεσε μια μετρήσιμη αλλαγή στον αριθμό των ιονισμένων σωματιδίων που βρίσκονται στην ανώτερη ατμόσφαιρα της Γης, συμπεριλαμβανομένων των μορίων του όζοντος, τα οποία απορροφούν εύκολα την επιβλαβή ηλιακή ακτινοβολία.

«Το όζον εξαντλήθηκε μερικώς — καταστράφηκε προσωρινά», είπε ο Πιέτρο Ουμπερτίνι, αστρονόμος στο Εθνικό Ινστιτούτο Αστροφυσικής στη Ρώμη, ο οποίος συμμετείχε στην ανακάλυψη του ατμοσφαιρικού γεγονότος. Το φαινόμενο ήταν ανιχνεύσιμο για λίγα μόλις λεπτά πριν το όζον αποκατασταθεί, επομένως δεν ήταν «τίποτα σοβαρό», είπε ο Δρ Ουμπερτίνι. Αλλά αν το σουπερνόβα είχε εμφανιστεί πιο κοντά μας, είπε, «θα ήταν μια καταστροφή».

Η ανακάλυψη, που αναφέρθηκε την Τρίτη σε άρθρο που δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Nature Communications, δείχνει πώς ακόμη και οι εκρήξεις που συμβαίνουν μακριά από το ηλιακό μας σύστημα μπορούν να επηρεάσουν την ατμόσφαιρα, η οποία μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως γιγάντιος ανιχνευτής για ακραία κοσμικά φαινόμενα.

Οι προσομοιώσεις έχουν δείξει ότι μια έκρηξη ακτίνων γάμμα στον Γαλαξία μας θα μπορούσε να εξαφανίσει το στρώμα του όζοντος της στρατόσφαιρας για χρόνια, αρκετά μεγάλο ώστε να προκαλέσει εκτεταμένη εξαφάνιση.

Το όζον υπάρχει επίσης σε χαμηλότερες συγκεντρώσεις ψηλότερα στην ιονόσφαιρα, ένα μέρος της ατμόσφαιρας που εκτείνεται από 37 έως 310 μίλια υψόμετρο. Σε αυτά τα υψόμετρα, έχει κάποια προστατευτική δράση, αλλά πολύ λιγότερο από ό,τι σε χαμηλότερα ύψη.

Για να μελετήσουν τις επιπτώσεις της έκρηξης των ακτίνων γάμμα του περασμένου έτους στη Γη, ο Δρ. Ubertini και οι συνεργάτες του αναζήτησαν σήματα στην κορυφή της ιονόσφαιρας χρησιμοποιώντας δεδομένα από τον Σεισμο-Ηλεκτρομαγνητικό Δορυφόρο της Κίνας, έναν τροχιακό που έχει σχεδιαστεί για να μελετά τις αλλαγές στην ατμόσφαιρα κατά τη διάρκεια σεισμών.

Εντόπισαν ένα απότομο άλμα στο ηλεκτρικό πεδίο στην κορυφή της ιονόσφαιρας, το οποίο συσχέτισαν με το σήμα έκρηξης ακτίνων γάμμα που μετρήθηκε από το Διεθνές Εργαστήριο Αστροφυσικής Γάμμα-Ακτίνων της Ευρωπαϊκής Διαστημικής Υπηρεσίας, μια αποστολή που ξεκίνησε το 2002 για να παρατηρήσει ακτινοβολία από μακρινά ουράνια αντικείμενα.

Οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι το ηλεκτρικό πεδίο αυξήθηκε κατά 60 καθώς οι ακτίνες γάμμα ιονίζουν (ουσιαστικά απομακρύνουν τα ηλεκτρόνια από) τα μόρια του όζοντος και του αζώτου ψηλά στην ατμόσφαιρα. Μόλις ιονιστεί, το μόριο δεν είναι σε θέση να απορροφήσει οποιαδήποτε υπεριώδη ακτινοβολία, εκθέτοντας προσωρινά τη Γη σε περισσότερες από τις βλαβερές ακτίνες του ήλιου.

Οι εκρήξεις ακτίνων γάμμα είναι γνωστό ότι ιονίζουν μόρια στον πυθμένα της ιονόσφαιρας, μέχρι περίπου 215 μίλια πάνω από την επιφάνεια της Γης. Αλλά αυτή είναι η πρώτη φορά που οι επιστήμονες έχουν αποδείξει ότι κοσμικές εκρήξεις όπως αυτή μπορούν να επηρεάσουν ολόκληρη την ιονόσφαιρα, σύμφωνα με τη Laura Hayes, ηλιακή φυσικό στην Ευρωπαϊκή Διαστημική Υπηρεσία που δεν συμμετείχε στη μελέτη.

Είναι ασυνήθιστο τα μακρινά κοσμικά φαινόμενα να προκαλούν τόσο μεγάλες ατμοσφαιρικές διαταραχές, πρόσθεσε ο Δρ Χέις. «Ευτυχώς για εμάς, αυτή η έκρηξη ακτίνων γάμμα ήταν εξαιρετικά μακρινή, κάνοντας τα αποτελέσματά της να προκαλούν περισσότερο επιστημονική περιέργεια παρά να είναι απειλή», έγραψε σε ένα email.

Σύμφωνα με τον Δρ Ουμπερτίνι, εάν η έκρηξη ακτίνων γάμμα ήταν ένα εκατομμύριο φορές μεγαλύτερη, θα μπορούσε να είχε ιονίσει αρκετό όζον ώστε να αποδυναμώσει το προστατευτικό φράγμα για μέρες ή μήνες.

Αλλά οι πιθανότητες να συμβεί αυτό είναι μικρές, είπε. Οι εκρήξεις τόσο ισχυρές όσο αυτή που εξερράγη πέρυσι είναι σπάνιες και συμβαίνουν μόνο μία φορά κάθε 10.000 χρόνια. Και επειδή οι ακτίνες γάμμα ρέουν από τους σουπερνόβα ως πίδακες, πρέπει επίσης να προσανατολιστούν στη σωστή κατεύθυνση για να χτυπήσουν τη Γη.

Ωστόσο, το να γνωρίζουμε πώς η ιονόσφαιρα ανταποκρίνεται σε οποιαδήποτε κοσμικά φαινόμενα είναι σημαντικό για απειλές που βρίσκονται πιο κοντά στο σπίτι. «Μας βοηθά να μετρήσουμε τον χρόνο ανάκαμψης μετά από σημαντικό ιονισμό, ειδικά σε σενάρια που περιλαμβάνουν έντονες ηλιακές εκλάμψεις από τον ήλιο μας», είπε ο Δρ Hayes.

Τα καλά νέα είναι ότι το όζον επιδιορθώνεται από μόνο του: Τελικά, τα απελευθερωμένα ηλεκτρόνια επανασυλλαμβάνονται από ιονισμένα μόρια στον αέρα. Σε αυτή την περίπτωση, μέρος της ασπίδας που προστατεύει τη Γη από τους τρομερούς κινδύνους του διαστήματος αποκαταστάθηκε, κρατώντας τον πλανήτη και τους κατοίκους του ασφαλείς από τη θανατηφόρα ακτινοβολία που διαφορετικά θα έστελνε ο ήλιος στον δρόμο μας.

(με πληροφορίες από the new york times / photo: pixabay)