2022. október 9-én rendkívüli kozmikus eseményt detektáltak, amikor is egy kolosszális robbanás, egy 1,9 milliárd távolságból érkező gamma-kitörés (GRB) érte el a bolygónkat, és hét percen át bombázta a Földet nagy energiájú fotonokkal. Ez a „BOAT”-nak nevezett esemény minden korábbi rekordot felülmúlt, és 70-szer fényesebben ragyogott, mint az elődei. Ez azonban nem csak kozmikus látványosság volt: a GRB 221009A néven ismert esemény nyomot hagyott a Föld légkörében is: atomokat ionizált az ionoszférában, egy 50-1000 kilométeres magasságban húzódó légköri rétegben – írja a Science.

Laura Hayes, az Európai Űrügynökség (ESA) napfizikusa szerint a GRB hatása olyan mély volt, hogy a légkör minden szintjét befolyásolta. A NASA Fermi Gamma-sugaras űrteleszkópja által észlelt esemény kivételes volt, telítette a detektorokat, és órákon át tartó, látható utófényt hagyott maga után, amelyet még az amatőr csillagászok is megfigyelhettek.

Ezen GRB hatása a Földön azonban tehát nem csak pusztán erre a “fényjátékra” korlátozódott, de az olyan műszerek adatainak elemzése, mint a SuperSID, az ír Dunsink Obszervatórium VLF (nagyon alacsony frekvenciájú) rádiójel-detektora, mind jelentős ugrást mutatott a jelerősségben a GRB során. Ez azt jelenti, hogy a kitörés fotonjai a Föld felszíne feletti 60 kilométeres magasságig is eljutottak a légkörben, az útjuk során több molekulát ionizálva és erősítve az alsó ionoszféra visszaverő tulajdonságait.

A BOAT ráadásul az ionoszféra többi részét is felkavarta – mint azt egy második véletlen megfigyelés mutatja. Mirko Piersanti, a L’Aquila Egyetem űridőjárás-kutatója és munkatársai a China Seismo-Electromagnetic Satellite (CSES) nevű kis műhold adatait elemezték, amelynek célja a földrengések előfutárainak érzékelése a felső ionoszférára gyakorolt hatásuk alapján. A műhold 507 kilométeres magasságban kering, és a körülötte lévő ritka légkör részecskéinek a jellemzőit méri.

A CSES történetesen épp a megfelelő helyen volt, hogy detektálja a GRB 221009A okozta kiugrást. A műhold egy tüskeszerű hirtelen kiugrást rögzített az ionoszféra azon régiójának elektromos mezőjében, amelyen áthaladt, amit a GRB ionizációjának hirtelen megnövekedése okozhatott. Az egyéb okok, például a napkitörések kizárása érdekében a kutatók egy hirtelen jött gamma-impulzus hatását modellezték a felső légkörre, ami megfelelt az elektromos mezőcsúcs méretének és a GRB 221009A és a kiugrás közötti időkésleltetésnek is. Mint azt Piersanti elmondta:

“Ez az első alkalom, hogy ilyen eltérést figyelhettünk meg az ionoszféra felső részén.”

A GRB hatásaira ugyanis lejjebb számítottak is, de eddig ilyesmit ilyen nagy magasságban még nem tapasztaltak. A fentebb már említett Laura Hayes szerint ugyanis a kitörés “megváltoztatta az egész rendszer dinamikáját”.

A tudósok régóta töprengenek azon, hogy mi történhet, ha egy GRB egy közeli galaxisban vagy akár a Tejútrendszer belsejében keletkezne. Ha egy 1,9 milliárd fényévnyire lévő GRB ilyen drámai hatással lehet az egész ionoszféránkra, akkor egy ennél közelebbi az ózonréteget is elpusztíthatná Piersanti szeint.

A levegő és a napfény kölcsönhatásából a molekuláris ózon (O3) természetes módon képződik a sztratoszférában 15-35 kilométeres magasságban. Egy közeli GRB-ből származó intenzív gamma-sugárzás azonban nitrogén-oxidokat hoz létre, amelyek gyorsabban pusztítják el az ózont, mint ahogyan regenerálódni tudna. Akár egy évtizedbe is kerülhet egy ilyen esemény után az ózonréteg rendeződése a kutatók szerint, és a modellek alapján ezen idő alatt a növények és állatok jelentős mennyiségű DNS-károsodást szenvedhetnek el a megnövekedett ultraibolya szint miatt.

Szerencsére a csillagászok becslése szerint a GRB 221009A jellegű esemény igen ritka: 10 ezer évente egyszer fordul elő – és egy közelebbi esemény még ennél is ritkább.

(Kép: Flickr/NASA's Marshall Space Flight Center)