Μια τεράστια έκρηξη ακτίνων γάμμα, που ανιχνεύθηκε από το διαστημικό τηλεσκόπιο Integral της ESA, έπληξε τη Γη και η έκρηξη προκάλεσε σημαντική διαταραχή στην ιονόσφαιρα του πλανήτη μας. Οι διαταραχές αυτού του τύπου συνδέονται συνήθως με ενεργητικές σωματιδιακές δραστηριότητες στον Ήλιο, αλλά η συγκεκριμένη ήταν το αποτέλεσμα μιας έκρηξης ενός άστρου που βρίσκεται σχεδόν δύο δισεκατομμύρια έτη φωτός μακριά. Η ανάλυση των επιπτώσεων της έκρηξης θα μπορούσε να δώσει πληροφορίες για τις μαζικές εξαφανίσεις στην ιστορία της Γης.
Στις 22:21 ώρα Ελλάδας το βράδυ της 9ης Οκτωβρίου 2022, μια εξαιρετικά φωτεινή και μακράς διάρκειας έκρηξη ακτίνων γάμμα (GRB) ανιχνεύθηκε από πολλούς δορυφόρους που βρίσκονται σε τροχιά κοντά στη Γη, συμπεριλαμβανομένης της αποστολής Integral της ESA. Το International Gamma-Ray Astrophysics Laboratory (Integral) εκτοξεύτηκε από την ESA το 2002 και από τότε ανιχνεύει εκρήξεις ακτίνων γάμμα σχεδόν καθημερινά. Ωστόσο, η GRB 221009A, όπως ονομάστηκε η έκρηξη, κάθε άλλο παρά συνηθισμένη ήταν. «Ήταν ίσως η πιο φωτεινή έκρηξη ακτίνων γάμμα που έχουμε ανιχνεύσει ποτέ», λέει ο Mirko Piersanti, από το Πανεπιστήμιο της L'Aquila στην Ιταλία, και επικεφαλής συγγραφέας της ομάδας που δημοσίευσε αυτά τα αποτελέσματα.
Οι εκρήξεις ακτίνων γάμμα θεωρούνταν κάποτε μυστηριώδη γεγονότα, αλλά σήμερα έχει αναγνωριστεί ότι είναι η έκχυση ενέργειας από εκρήξεις αστέρων που ονομάζονται υπερκαινοφανείς ή από τη σύγκρουση δύο υπερπυκνών αστέρων νετρονίων.
«Μετράμε εκρήξεις ακτίνων γάμμα από τη δεκαετία του 1960 και αυτή είναι η ισχυρότερη που έχει καταγραφεί ποτέ», λέει ο συν-συγγραφέας Pietro Ubertini, από το Εθνικό Ινστιτούτο Αστροφυσικής στη Ρώμη της Ιταλίας και κύριος ερευνητής του οργάνου IBIS του Integral. Τόσο ισχυρή μάλιστα που η πλησιέστερη καταγεγραμμένη έκρηξη είναι δέκα φορές ασθενέστερη. Στατιστικά, μια GRB τόσο ισχυρή όσο η GRB 221009A φτάνει στη Γη μόνο μία φορά κάθε 10.000 χρόνια.
Μέσα σε αυτά τα 800 δευτερόλεπτα όπου οι ακτίνες γάμμα έπεφταν, η έκλαμψη παρείχε αρκετή ενέργεια για να ενεργοποιήσει τους ανιχνευτές κεραυνών στην Ινδία. Όργανα στη Γερμανία κατέγραψαν ενδείξεις ότι η ιονόσφαιρα της Γης διαταράχθηκε για αρκετές ώρες από την έκρηξη. Αυτή η ακραία ποσότητα ενέργειας έδωσε στην ομάδα την ιδέα να αναζητήσει τις επιπτώσεις της έκρηξης στην ιονόσφαιρα της Γης. Η ιονόσφαιρα είναι το στρώμα της ανώτερης ατμόσφαιρας της Γης το οποίο περιλαμβάνει ηλεκτρικά φορτισμένα αέρια που ονομάζονται πλάσμα. Εκτείνεται σε ύψος από περίπου 50 km έως 950 km.
Η ιονόσφαιρα είναι τόσο αραιή ώστε τα διαστημικά σκάφη μπορούν να διατηρούν τροχιές στο μεγαλύτερο μέρος της. Ένα από αυτά είναι ο κινεζικός σεισμοηλεκτρομαγνητικός δορυφόρος (CSES), επίσης γνωστός ως Zhangheng, μια κινεζική-ιταλική διαστημική αποστολή. Εκτοξεύτηκε το 2018 και παρακολουθεί την επάνω πλευρά της ιονόσφαιρας για αλλαγές στην ηλεκτρομαγνητική συμπεριφορά της. Η κύρια αποστολή του είναι η μελέτη πιθανών συνδέσεων μεταξύ των αλλαγών στην ιονόσφαιρα και της εμφάνισης σεισμικών γεγονότων, αλλά μπορεί επίσης να μελετήσει τις επιπτώσεις της ηλιακής δραστηριότητας στην ιονόσφαιρα.
Οι Mirko και Pietro είναι μέλη της επιστημονικής ομάδας του CSES και συνειδητοποίησαν ότι αν η GRB είχε δημιουργήσει κάποια διαταραχή, το CSES θα έπρεπε να την είχε δει. Αλλά δεν μπορούσαν να είναι σίγουροι. «Είχαμε κοιτάξει για αυτήν την επίδραση από προηγούμενες GRBs, αλλά δεν είχαμε παρατηρήσει τίποτα», λέει ο Pietro.
Στο παρελθόν, οι GRB έχουν παρατηρηθεί να επηρεάζουν την κάτω πλευρά της ιονόσφαιρας κατά τη διάρκεια της νύχτας, όταν η ηλιακή επιρροή απομακρύνεται, αλλά ποτέ στην επάνω πλευρά. Αυτό είχε οδηγήσει στην πεποίθηση ότι μέχρι να φτάσει στη Γη, η έκρηξη GRB δεν ήταν πλέον αρκετά ισχυρή ώστε να προκαλέσει διακυμάνσεις στην αγωγιμότητα της ιονόσφαιρας που θα οδηγούσαν σε μεταβολή του ηλεκτρικού πεδίου.
Αυτή τη φορά, ωστόσο, όταν οι επιστήμονες εξέτασαν το ενδεχόμενο επιρροής, τα πράγματα ήταν διαφορετικά. Το αποτέλεσμα ήταν εμφανές και ισχυρό. Για πρώτη φορά, διαπίστωσαν μια έντονη διαταραχή με τη μορφή μιας ισχυρής μεταβολής του ηλεκτρικού πεδίου στην επάνω πλευρά της ιονόσφαιρας. «Είναι εκπληκτικό. Μπορούμε να δούμε πράγματα που συμβαίνουν στο βαθύ διάστημα αλλά επηρεάζουν και τη Γη», λέει ο Erik Kuulkers, επιστήμονας του προγράμματος της ESA.
Η συγκεκριμένη GRB συνέβη σε έναν γαλαξία σε απόσταση σχεδόν 2 δισεκατομμυρίων ετών φωτός - άρα πριν από δύο δισεκατομμύρια χρόνια - και παρόλα αυτά είχε αρκετή ενέργεια για να επηρεάσει τη Γη. Ενώ ο Ήλιος είναι συνήθως η κύρια πηγή ακτινοβολίας και μάλιστα αρκετά ισχυρής ώστε να επηρεάσει την ιονόσφαιρα της Γης, αυτή η GRB ενεργοποίησε όργανα που προορίζονται συνήθως για τη μελέτη των εκτεταμένων εκρήξεων στην ατμόσφαιρα του Ήλιου που είναι γνωστές ως ηλιακές εκλάμψεις. «Είναι αξιοσημείωτο ότι αυτή η διαταραχή επηρέασε τα πολύ χαμηλότερα στρώματα της γήινης ιονόσφαιρας, που βρίσκονται μόλις δεκάδες χιλιόμετρα πάνω από την επιφάνεια του πλανήτη μας, αφήνοντας ένα αποτύπωμα συγκρίσιμο με αυτό μιας μεγάλης ηλιακής έκλαμψης», λέει η Laura Hayes, ερευνήτρια της ESA.
Η επιρροή αυτή ήρθε με τη μορφή αύξησης του ιονισμού στην κατώτερη ιονόσφαιρα. Εντοπίστηκε σε ραδιοφωνικά σήματα πολύ χαμηλής συχνότητας που αναπηδούν μεταξύ του εδάφους και της κατώτερης ιονόσφαιρας της Γης. «Ουσιαστικά, μπορούμε να πούμε ότι η ιονόσφαιρα "μετακινήθηκε" προς τα κάτω σε χαμηλότερα υψόμετρα, και το ανιχνεύσαμε αυτό στον τρόπο με τον οποίο τα ραδιοκύματα αναπηδούν κατά μήκος της ιονόσφαιρας», εξηγεί η Laura.
Το γεγονός αυτό ενισχύει την ιδέα ότι μια σουπερνόβα στον δικό μας γαλαξία θα μπορούσε να έχει πολύ πιο σοβαρές συνέπειες. «Υπήρξε μια μεγάλη συζήτηση σχετικά με τις πιθανές συνέπειες μιας έκρηξης ακτίνων γάμμα στον δικό μας γαλαξία», λέει ο Mirko.
Στη χειρότερη περίπτωση, η έκρηξη δεν θα επηρέαζε μόνο την ιονόσφαιρα, αλλά θα μπορούσε επίσης να βλάψει το στρώμα του όζοντος, επιτρέποντας στην επικίνδυνη υπεριώδη ακτινοβολία του Ήλιου να φτάσει στην επιφάνεια της Γης. Ένα τέτοιο φαινόμενο εικάζεται ότι αποτελεί πιθανή αιτία για ορισμένα από τα γεγονότα μαζικής εξαφάνισης που είναι γνωστό ότι έλαβαν χώρα στη Γη στο παρελθόν. Αλλά για να διερευνηθεί η ιδέα αυτή, θα χρειαστούν πολύ περισσότερα δεδομένα.
[ESA]
