Rozbłysk gamma doładował jonosferę Ziemi z odległości 2 miliardów lat świetlnych – Ars Technica

Oszałamiający rozbłysk gamma, nazwany GRB 221009A, nadal zadziwia, mimo że od jego odkrycia minął już ponad rok. Naukowcy z Włoch opublikowali niedawno badanie pokazujące, jak wysoka intensywność i długi czas trwania promieniowania wpływają na jonosferę naszej planety.

Jonosfera jest jedną z warstw atmosfery ziemskiej, a jej wysokość waha się od 60 kilometrów do ponad 950 kilometrów. Zawiera elektrycznie naładowaną plazmę, a jej dolna połowa, zwana dolną, rozciąga się na odległość do 350 kilometrów. Po 350 km znajduje się górna połowa, zwana górną.

Ładowanie od góry

Według Mirko Piersantiego, profesora na Uniwersytecie w L’Aquila, skutki rozbłysków gamma obserwowano często w dolnej części jonosfery, ale rzadko w górnej części jonosfery. „Dzieje się tak, ponieważ gęstość i przewodność plazmy na górnej stronie jest znacznie niższa niż na dolnej. Aby zaobserwować ten efekt, potrzebny jest satelita, który może prowadzić obserwacje i który orbituje w tej warstwie” – powiedział Piersanti .

Tak się złożyło, że taki satelita okrąża Ziemię na wysokości 507 km. „Chiński satelita elektromagnetyczny Sismo (CSES), misja chińsko-włoska, znalazł się we właściwym miejscu we właściwym czasie, pod strefą oświetlenia tego rozbłysku gamma” – powiedział Piersanti. „Satelita jest wyposażony w instrument, który zarejestrował skok pola elektrycznego w górnej części jonosfery.

Związek pomiędzy tą obserwacją a rozbłyskiem gamma nie był początkowo jasny. Według Piersantiego dynamika jonosfery jest zwykle w całości napędzana przez Słońce. „Pierwszą rzeczą, o której pomyśleliśmy, było to, że może coś pochodzi od Słońca. Jednak Słońce wyemitowało rozbłyski, które nie pasowały w czasie do tego, co zaobserwowaliśmy. Poza tym byliśmy wówczas pewni, że rozbłysk gamma nigdy nie nastąpi. w stanie wygenerować takiej różnicy na górnej stronie jonosfery.

„Jednak po przeanalizowaniu danych z CSES oraz Zintegrowanego Teleskopu Kosmicznego ESA zmieniliśmy zdanie. Teraz wierzymy, że możliwe jest, że rozbłysk gamma może wpłynąć na całą jonosferę”.

Zapisane według odległości

Chociaż łańcuch wydarzeń, który doprowadził do powstania GRB 221009A (wybuch supernowej lub powstanie czarnej dziury) pozostaje nieokreślony, źródło promieniowania gamma znajduje się około 2 miliardy lat świetlnych od nas, czyli w znacznej odległości od naszej Galaktyki Drogi Mlecznej.

Według Piersantiego, jeśli tak odległe zdarzenie mogłoby spowodować znaczące zakłócenia w stosunkowo mniej przewodzącej części jonosfery, to zdarzenie zachodzące w naszej galaktyce (o średnicy 100 000 lat świetlnych) mogłoby spowodować uszkodzenie warstwy ozonowej Ziemi.

„Nie widziałem danych dotyczących warstwy ozonowej, ale ten rozbłysk gamma może potencjalnie zakłócić warstwę ozonową. W rzeczywistości za pomocą analizy statystycznej pracujemy nad możliwymi skutkami rozbłysków gamma, takich jak GRB 221009A mógł mieć na warstwę ozonową. Dodał: „Tworzymy także tabelę poprzednich rozbłysków gamma i obserwacji warstwy ozonowej i próbujemy sprawdzić, czy są one zgodne”.

Komunikacja przyrodnicza, 2023. DOI: 10.1038/s41467-023-42551-5

Dhananjay Khedilkar jest dziennikarzem mieszkającym w Paryżu.