如果一个物体正好位于光束的路径内,而形成光束的伽马射线爆发离得又不远,那它就有麻烦了。
而且是非常大的麻烦。
在吓坏你之前,请记住:如果离得足够远,它们一点儿也不可怕。我们能观测到伽马射线爆发事件的唯一原因,是因为我们就在光束的路径内:因为伽马射线爆发发出的所有光线都集中在光束内,如果它们错过我们,我们什么也看不到。所以如果它们足够远,你看到的只是一个微弱的信号,随后就消失了。不过,如果你离得很近……
来自一次伽马射线爆发事件的影响和超新星非常类似,并不怎么出人意料。它们是相关联的现象(伽马射线爆发事件本身就是产生于超新星),而且全都会以伽马射线、X射线和可见光的形式散发出巨大的能量。
所不同的只是它们的破坏范围。对于超新星来说,它向所有方位释放辐射和物质,影响随着距离的增加而迅速消失。正如我们在第三章中看到的,在25~5光年以外,它们基本上是无害的。
可是伽马射线的爆发是呈束状的。它们的亮度不会随着距离的增加而迅速减退,射程比超新星要远得多了。
每个伽马射线爆发事件都是不同的,要预测它们很困难。不过已有足够的观测结果可以用来估计来自一个典型的伽马射线爆发事件的影响。要记住,这里的“典型”意味着你正把善恶大决战(基督教《圣经》中所说的世界末日前的善恶对决)的破坏力集中在一道死亡光线中。
让我们来描述一下实况。
没有必要回避,让我们大胆地说,一个伽马射线爆发事件就在我们“身边”发生:比如1光年。即使从那么“近”的地方射来,伽马射线爆发产生的光束范围也非常大,足有5万亿英里宽。这意味着整个地球甚至整个太阳系,将会像海啸吞噬一个沙蚤般被光束的大嘴吃掉。
令人宽慰的是,伽马射线爆发事件相对比较短命,因此光束在任何一点上对我们造成影响的时间一般在一秒以内至几分钟之间。爆发平均大约持续1秒钟。
和地球的自转比起来,这个过程很短,因此仅会有一个半球受到光束的冲击。另一面相对来说不会受到什么影响……至少,在一段时间内是这样的。正对着伽马射线爆发的地区最倒霉。但是,如我们即将看到的,地球上没有什么地方是彻底安全的。
即将“灌注”到地球上的原始能量大得惊人,远远超过令人毛骨悚然的冷战噩梦:面对伽马射线爆发的地区受到的破坏相当于在每一平方英里的土地上引爆一个百万吨级的核弹。这(可能)不足以煮沸海洋或抽走地球的大气层,但这种蹂躏也是难以想象的。
提醒你一下,这些影响来自于一个6万亿英里外的事件。
尽管还需要几秒钟才会到达“最亮”的状态,有足够的时间回避,但是所有在爆发时刻不小心抬头看天的人都会失明。
那些此刻正在户外的人们麻烦大了。如果高温没有把他们烘干(其实会的),紫外线辐射的大量涌入也会在瞬间给他们一个致命的日灼。臭氧层会在瞬间被破坏,这下来自伽马射线爆发和太阳的紫外线,几乎可以毫无阻拦地进入地球。地球表面甚至是海下数码深的地方会被彻底“消毒”。
这还只是来自紫外线和高温的破坏。不过,即使和影响坏得多的伽马射线和X射线相比,结果也是很糟糕的。
讲到这里,我们不如稍微停顿一下。伽马射线爆发事件是一种非常罕见的现象。虽然它们在宇宙中大概一天要发生几次,不过宇宙是相当大的。目前来看,1光年内发生此类事件的几率是零。离我们比较近的恒星都不会发生爆炸。最近的超新星候选者比这还远,而伽马射线爆发事件比超新星还远。
感觉好点儿了吧?那好,让我们更加实际些。最近的伽马射线爆发事件候选者是谁呢?
船底座伊塔星(Eta Carinae)是银河系中最吓人的恒星。它可能是个双星,其中一个恒星的质量是太阳的1多倍。1843年,它经历了一场巨大的震动(威力和超新星不相上下),朝两个方向爆发出两股物质。而当伊塔最终爆发时,其能量相当于一次极超新星加一次伽马射线爆发。
明尼苏达大学,美国宇航局/欧洲航天局
在天空的南面,有一颗星星,用肉眼看起来它不是很明显。它的名字叫船底座伊塔星(Eta Carinae),或简称伊塔(Eta),是繁星云集的夜空中并不起眼的一个。然而,它的暗弱掩饰了它的本来面目。实际上,它距我们有大约75光年远,是用肉眼能看到的最远的恒星。
这颗恒星是一个可怕的家伙:它的质量是太阳的1倍甚至更多,发出的能量是太阳的5万倍——它在一秒钟内发出的光相当于太阳两个月的量。伊塔受到周期性“痉挛”的困扰,间歇地爆发出巨量的物质。1843年,它经历了一场剧烈的爆发,虽然离我们那么遥远,却成为夜空中第二亮的星星。它排出的物质质量是太阳的十倍多,速度高达每小时1多万英里。今天,我们看到的那次爆炸的后果是由扩展物质形成的两个巨大的凸起物。这个事件所产生的能量与超新星不相上下。
在构成上,伊塔具有伽马射线爆发所需的所有条件。像一个超新星那样爆炸已不成问题,至于是否会形成极超新星型的伽马射线爆发或者什么还不是很清楚。应说明的是,如果它真的爆炸了,而且引发伽马射线爆发事件,受系统方位的影响,产生的光束基本上会错过地球。我们可以由1843年事件中喷出气体的几何形状得出这个结论:扩张气体的凸角偏离地球大约45度,而伽马射线爆发形成的光束会沿着那个轴线发射。说得更清楚些:在近期甚至中期内,我们不会受到任何来自伽马射线爆发的威胁。
既然我们暂时是安全的,那么我们不妨假设一下:假如伊塔变成了极超新星,而且冲着我们而来,这会怎么样呢?会发生什么呢?
和前面一样,都是些坏事。伊塔会变得非常明亮,它的光芒可能十倍于月亮。虽然这个亮度会刺激你的眼睛,但是它仅会持续几秒钟或几分钟,因此大概不会对任何植物和动物的生命周期造成长期的破坏。
进入地球的紫外线很强,但同样也很短暂。在户外的人们只会受到轻微的日灼,而且多半不会出现一个可计量的皮肤癌的增加率。
但是,当我们把目光转移到伽马和X射线上来时,情况就大不相同了。地球的大气层在吸收了这些高能射线后,造成的影响会比一个临近的超新星要糟糕得多。
第一轮进攻的“发起者”是一股强大的电磁冲击波,它的破坏力比夏威夷在“海星一号”核试验中受到的影响要大得多。冲着爆炸方向的半球上所有没有防护措施的电子设备将被电磁冲击波迅速摧毁。电脑,电话,飞机,汽车,带有电路元件的所有设备都会瘫痪。受到冲击的还包括电网,一股超强的电流使得输电线路难以维持,人们将失去电源,失去所有长途通讯的设备(卫星也已经被伽马射线轻松毁掉)。对于医院、消防站和其它应急单位的人员来说,失去电力供应就不仅仅是不方便那么简单了。
但是,也没有必要过于担心,我们可能已经不太需要这些应急设备了……
地球的大气层受到的影响相当明显。应用在第三章中描述过的模型,科学家们发现,如果在伊塔星的位置发生一次伽马射线爆发,后果很严重……
臭氧层将受到很大的冲击。伽马射线会大规模地破坏臭氧分子。从全球范围来看,臭氧层平均将减少35%,有些地区甚至会减少5%以上。这可不是闹着玩的——我们目前面临的由臭氧层减少带来的麻烦只是由于臭氧“轻微地”下降了大约三个百分点!
而且,这种影响还是长期的,“可持续的”——即使是5年后,还可能会有1%的臭氧遭到破坏。在这段时间里,来自太阳的紫外线更加肆无忌惮。食物链底层的微生物对紫外线非常敏感,在如此猛烈的攻击下,它们很难幸免,影响会沿着食物链不断向上蔓延。
更糟糕的是,伽马射线爆发事件中形成的红褐色的二氧化氮(见第二章)会使得到达地球表面的阳光明显减少。
这种变化的实际影响很难确定,但是只要整个地球接受的阳光下降几个百分点,地球表面的温度就会明显下降,导致一个新的冰期。
除此之外,这个过程中还会产生足够的硝酸,可怕的酸雨也会对环境产生一个潜在的巨大破坏。
而后,亚原子颗粒(宇宙射线)登场了。对于这些来自伽马射线爆发的“小家伙”到底会造成多大危害,科学家们还不是很清楚。但是正如第二章和第三章中提到的,高能颗粒对地球的影响可是非常“丰富”的。来自75光年外的伽马射线爆发会向我们的大气层中注入大量的以光速前进的亚原子颗粒,产生大批介子。虽然我们每天都能“看到”介子从天而降,但是量很少。而一个临近的伽马射线爆发形成的介子是巨量的。经天文学家计算,面向爆发的半球每平方英寸会受到3亿个介子的撞击!当这些微粒倾泻到地球表面,会被户外的东西吸收。虽然人体能够很好地吸收介子,但是如果没有防护措施,吸收的剂量足以致死。躲起来可不可以呢?介子能够穿透水面至一英里多深的地方,也可以穿透石头至半英里深。因此,地球上几乎所有的生命都会受到影响。
由此可见,臭氧层的减退实际上不是什么大问题。当它真的变成一个问题时,地球上的大部分动植物可能已经死了很长一段时间了。
这就是在本章的开头描述的噩梦般的场景。不过,在你陷入恐慌之前,请记住:船底座伊塔星肯定没有指向地球。不过,既然说到这里了,还是把另一个潜在的伽马射线爆发的“发起者”介绍给大家吧。巧合的是,这个被称为WR14的家伙与我们的距离和伊塔基本相同。它也是一个双星,其中一颗是个膨胀的、高质量的、难以控制的家伙。它可能会爆炸,也可能会或多或少地指向我们,但这些都是非常不确定的。我们从它手下逃生的几率还是很高的。