Explosões de raios gama mortais causaram extinções em massa na Terra?

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Créditos: NASA/Swift/Cruz deWilde.

Explosões de raios gama (GRBs, do inglês Gamma-Ray Bursts), as mais poderosas explosões conhecidas no universo, podem ter provocado extinções em massa na Terra nos últimos bilhões de anos, dizem os pesquisadores.

Essas explosões mortais poderiam ajudar a explicar o chamado paradoxo de Fermi, a aparente contradição entre a grande probabilidade de vida extraterrestre e a falta de provas para isso, acrescentaram os cientistas.

GRBs são breves explosões intensas de radiação eletromagnética de alta frequência. Essas explosões emitem tanta energia como o sol durante todo o seu tempo de vida de 10 bilhões de anos em intervalos de milissegundos para minutos. Os cientistas acreditam que as explosões de raios-gama podem ser causada por explosões estelares gigantes conhecidas como hipernovas, ou por colisões entre pares de estrelas de nêutrons.

Se uma GRB explodisse dentro da Via Láctea, poderia causar estragos imensos se fosse apontado diretamente para a Terra, mesmo a uma distância de milhares de anos luz. Embora os raios gama não penetrem a atmosfera da Terra o suficiente para queimar o chão, eles iriam danificar quimicamente a atmosfera, destruindo a camada de ozônio que protege o planeta dos raios ultravioletas prejudiciais, provocando assim extinções em massa. É também possível que as GRBs emitam raios cósmicos, que são partículas de alta energia que podem criar uma experiência semelhante a uma explosão nuclear para aqueles no lado da Terra que recebeu a emissão de raios gama, causando doenças oriundas da radiação.

Para ver que ameaça as explosões de raios gama podem representar para a Terra, os pesquisadores investigaram qual a probabilidade das GRBs terem causado danos ao planeta no passado.

Explosões de raios gama são tradicionalmente divididos em dois grupos – longas e curtas – dependendo se eles duram mais ou menos de 2 segundos. GRBs longas são associadas com a morte de estrelas massivas, enquanto GRBs curtas são provavelmente causadas pelas fusões de estrelas de nêutrons.

A maior parte das GRBs longas acontecem em galáxias muito diferentes da Via Láctea, galáxias anãs com baixas quantidades de metais (em astrofísica, designa-se metal para qualquer elemento mais pesado que o hélio) . Quaisquer explosões de raios gama longas na Via Láctea provavelmente serão confinadas em regiões da galáxia com baixas quantidades de metais, disseram os pesquisadores.

Os cientistas descobriram que a chance de uma explosão de raios gama longa provocar extinções em massa na Terra foi de 50 por cento nos últimos 500 milhões anos, 60 por cento nos últimos 1.000 milhões ano, e mais de 90 por cento nos últimos 5 bilhões de anos. Para efeito de comparação, o sistema solar tem cerca de 4,6 bilhões de anos.

Explosões de raios gama curtas acontecem cerca de cinco vezes mais frequente do que as longas. No entanto, uma vez que essas rajadas curtas são mais fracas, os pesquisadores descobriram que tinham efeitos fatais insignificantes na Terra. Eles também calcularam que explosões de raios gama de galáxias fora da Via Láctea provavelmente não representam uma ameaça para a Terra.

Estes resultados sugerem que uma explosão de raios gama nas proximidades pode ter causado uma das cinco maiores extinções em massa na Terra, como a extinção Ordoviciano que ocorreu a 440 milhões anos atrás. A extinção do Ordoviciano foi o primeiro dos chamados cinco grandes eventos de extinção, e é considerado por muitos como o segundo maior.

Os cientistas investigaram também o perigo de que explosões de raios gama podem representar para a vida em outros lugares da Via Láctea. A densidade de estrelas é cada vez maior em direção ao centro da galáxia, o que significa mundos lá enfrentam um maior risco de explosões de raios gama. Mundos na região de cerca de 6.500 anos-luz ao redor do núcleo da Via Láctea, onde 25 por cento das estrelas da galáxia residem, enfrentaram uma chance de mais de 95 por cento de serem atingidas por uma GRB nos últimos bilhões de anos. Os pesquisadores sugerem que a vida como é conhecida na Terra poderia sobreviver com certeza só na periferia da Via Láctea, a mais de 32.600 anos-luz do núcleo galáctico.

Os pesquisadores analisaram também o perigo explosões de raios gama pode representar para o universo como um todo. Eles sugerem que, devido a explosões de raios gama, a vida como é conhecida na terra pode desenvolver de forma segura em apenas 10 por cento das galáxias. Eles também sugerem que esse tipo de vida só poderia ter se desenvolvido nos últimos 5 bilhões de anos. Antes disso, as galáxias eram menores, e explosões de raios gama foram, portanto, sempre perto o suficiente para causar extinções em massa de todos os planetas potencialmente favoráveis para abrigar a vida.

“Esta pode ser uma explicação, ou, pelo menos, um parcial, para o que é chamado o paradoxo de Fermi ou o ‘Big Silence'”, disse o autor do estudo Tsvi Piran, um físico da Universidade Hebraica de Jerusalém. “Por que não encontramos civilizações avançadas até agora? a Via Láctea é muito mais antiga do que o sistema solar e não havia tempo suficiente e espaço amplo – o número de sistemas planetários com condições semelhantes às da Terra é enorme – ao desenvolvimento da vida em outro lugar na galáxia? Então, por que nós não encontramos civilizações avançadas até agora? ”

A resposta para o paradoxo de Fermi pode ser que explosões de raios gama têm atingido muitos planetas – que possivelmente poderiam abrigar a vida. A crítica mais grave dessas estimativas “é que nos dirigimos a vida como a conhecemos na Terra”, disse Piran ao Live Science. “Pode-se imaginar muito diferentes formas de vida que são resistentes à radiação relevante.”

O trabalho de Piran e seu colega Raul Jimenez foi publicado na Physical Review Letters.


Artigo publicado por Charles Q. Choi. Did Deadly Gamma-Ray Burst Cause a Mass Extinction on Earth? Live Science (2014)


Referência

Tsvi Piran and Raul Jimenez. Possible Role of Gamma Ray Bursts on Life Extinction in the Universe. Phys. Rev. Lett. 113, 231102 (2014)

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