Quand la Terre sera dépassée par un sursaut gamma et pourquoi tous les êtres vivants mourront

2024 Auteur: Seth Attwood | [email protected]. Dernière modifié: 2023-12-16 16:04

Comme l'écrit Plait dans Death From Above, un sursaut de rayons gamma est l'événement le plus frappant depuis le Big Bang. Aucun de ces sursauts n'en répète un autre, mais ils surviennent tous en raison de catastrophes d'une échelle galactique: lorsque de très grandes étoiles meurent, cessant de « brûler » et de s'effondrer sous l'influence de leur propre gravité ou, vraisemblablement, en raison de la collision de deux étoiles à neutrons (objets de la taille d'une ville, mais avec une masse, comme un ou deux Soleils).

Dans de tels cas, l'énergie n'est pas éjectée uniformément dans toutes les directions, mais dans des faisceaux dirigés. Cet événement est tellement grandiose qu'il peut parfois être vu à l'œil nu pendant des milliards (!) d'années-lumière. Que se passera-t-il si un tel faisceau frappe la Terre ?

Supposons que le GRB se soit produit très près: à 100 années-lumière. Même à une distance aussi proche, le diamètre du faisceau du sursaut gamma serait gigantesque, 80 000 milliards de km. Cela signifie que la Terre entière, tout le système solaire serait englouti par elle, comme une puce de sable capturée par un tsunami.

Heureusement, les GRB ont une durée de vie relativement courte, de sorte que le faisceau nous touchera en moins d'une seconde à plusieurs minutes. La rafale moyenne dure environ dix secondes.

Ce n'est pas long par rapport à la rotation de la Terre, donc le faisceau ne frapperait qu'un seul hémisphère. Le deuxième hémisphère serait relativement sûr… du moins pendant un certain temps. Les conséquences les plus désastreuses seraient dans des endroits directement en dessous du sursaut gamma (où l'éruption serait visible directement au-dessus, au zénith), et minimes là où l'éruption serait visible à l'horizon. Mais tout de même, comme nous le verrons, aucun endroit sur Terre ne serait totalement sûr.

L'énergie débridée qui serait déversée sur Terre est écrasante. C'est plus que les pires cauchemars de la guerre froide: c'est comme faire exploser une bombe nucléaire d'une mégatonne du côté d'un sursaut gamma sur tous les 2,5 km2 de la planète. Ce n'est (probablement) pas suffisant pour faire bouillir les océans ou arracher l'atmosphère de la Terre, mais la destruction serait au-delà de l'entendement.

Gardez à l'esprit que tout cela provient d'un objet situé à une distance de 900 000 milliards de km.

Quiconque regardant le ciel au moment du flash pourrait devenir aveugle, bien que le pic de luminosité dans la plage visible ne soit probablement atteint qu'après quelques secondes - assez pour tressaillir et se détourner. Non pas que cela a beaucoup aidé.

Ceux qui à ce moment-là auraient été pris à la rue auraient eu de gros problèmes. Même s'ils n'avaient pas été brûlés par la chaleur - et ils l'auraient été - ils auraient instantanément reçu une brûlure mortelle à cause d'un énorme flux de rayonnement ultraviolet. La couche d'ozone serait littéralement détruite instantanément, et le rayonnement UV du sursaut gamma et du Soleil atteindrait librement la surface de la Terre, la rendant ainsi que les océans arides jusqu'à une profondeur de plusieurs mètres.

Et ce n'est que du rayonnement UV et de la chaleur. Il semble cruel de même mentionner les effets bien pires de l'exposition aux rayons gamma et aux rayons X.

Au lieu de cela, nous écartons un peu. Les sursauts gamma sont incroyablement rares. Bien qu'ils se produisent très probablement plusieurs fois par jour quelque part dans l'univers, l'univers lui-même est très grand. Actuellement, la probabilité que l'un d'entre eux se produise à une distance de 100 années-lumière de nous est nulle. Parfait, zéro absolu. Il n'y a absolument aucune étoile près de nous qui pourrait, en principe, générer un sursaut gamma. Le candidat de supernova le plus proche est plus éloigné et les GRB sont beaucoup plus rares que les supernovae.

Se sentir mieux? D'accord. Essayons maintenant une approche plus réaliste. Quel est le candidat le plus proche pour les sources de sursauts gamma ?

Dans le ciel de l'hémisphère sud, il y a une étoile banale à l'œil nu. Elle s'appelle Eta Carinae, ou simplement Eta, une étoile sombre dans une foule d'étoiles plus brillantes. Cependant, sa faible lumière est trompeuse, cachant sa fureur derrière elle. Elle est en fait distante d'environ 7 500 années-lumière - en fait, l'étoile la plus éloignée que l'on puisse voir à l'œil nu.

L'étoile elle-même (en fait, Eta peut être un système binaire, deux étoiles en orbite l'une autour de l'autre. La matière entourant l'étoile donne tellement de luminosité et d'interférences que les astronomes ne sont toujours pas sûrs à cent pour cent) est un monstre: sa masse peut être de 100 fois la masse du Soleil ou plus, et il émet 5 millions de fois plus d'énergie que le Soleil - en une seconde, il émet autant de lumière que le Soleil en émettra en deux mois. De temps en temps, Eta a des spasmes, et elle crache d'énormes quantités de matière. En 1843, elle a eu une crise si violente qu'elle est devenue la deuxième étoile la plus brillante du ciel, même à une si grande distance. Il a projeté des quantités gigantesques de matière dépassant dix fois la masse du Soleil à des vitesses supérieures à 1,5 million de km/h. Aujourd'hui, nous voyons les conséquences de cette explosion sous la forme de deux énormes nuages de matière divergents, semblables au tir d'un canon spatial. Cet événement était presque aussi puissant que la supernova.

Eta a toutes les caractéristiques d'un GRB imminent. Il va sûrement exploser comme une supernova, mais on ne sait pas s'il s'agira d'un sursaut gamma de type hypernova ou non. Il faut aussi noter que s'il explose et émet un sursaut gamma, l'orientation de ce système est telle que le faisceau ne touchera pas la Terre. On peut le déterminer à partir de la géométrie des nuages de gaz éjectés lors de la saisie de 1843: les portions du gaz gonflé sont inclinées par rapport à nous d'un angle d'environ 45°, et les éventuels sursauts gamma seraient dirigés selon cet axe. Je m'explique plus précisément: à court voire moyen terme, le sursaut gamma d'Eta ou d'ailleurs ne nous menace pas.

Mais il est toujours intéressant de se demander "et si". Et si Eta nous avait ciblés et s'était transformé en hypernova ? Que se passerait-il alors ?

Encore une fois, rien de bon. Malgré le fait qu'il ne s'approcherait même pas en luminosité du Soleil, il serait aussi brillant que la Lune, voire dix fois plus brillant. Vous ne pouviez pas le regarder sans loucher, mais cette luminosité ne durerait que quelques secondes ou minutes, il n'y aurait donc probablement pas de dommages à long terme aux cycles de vie de la flore ou de la faune.

Le faisceau ultraviolet serait intense mais bref. Les personnes à l'extérieur subiraient des coups de soleil modérés, mais il n'y aura probablement pas d'augmentation statistiquement significative de l'incidence du cancer de la peau à l'avenir.

Mais avec les rayons gamma et les rayons X, la situation est complètement différente. L'atmosphère terrestre absorberait ces types de rayonnement, et les conséquences seraient bien pires que dans le cas d'une supernova proche.

La conséquence la plus directe serait une puissante impulsion électromagnétique, bien plus puissante que celle générée à Hawaï lors des essais nucléaires du dispositif Starfish Prime. Dans ce cas, l'EMP (impulsion électromagnétique - env. TASS) détruirait instantanément tout appareil électronique non blindé dans cet hémisphère de la Terre, qui était dirigé vers le sursaut. Ordinateurs, téléphones, avions, voitures, tout objet électronique cesserait de fonctionner. Ceci s'applique également aux systèmes électriques: des courants énormes seraient injectés dans les lignes électriques, provoquant leur surcharge. Les gens seraient sans électricité et sans aucun moyen de communication à longue distance (l'équipement de tous les satellites aurait de toute façon brûlé à cause des rayonnements gamma). Ce ne serait pas seulement un inconvénient, car cela signifierait que les hôpitaux, les pompiers et autres services d'urgence seraient également privés d'électricité.

Mais, comme nous le verrons dans un instant, nous n'aurons peut-être pas besoin des services d'urgence…

Les conséquences pour l'atmosphère terrestre seraient graves. Les scientifiques étudient cette situation de près. En utilisant les mêmes modèles décrits au chapitre 3, et en supposant que le GRB provenait de la distance d'Eta, ils ont déterminé quelles seraient les conséquences. Et ces conséquences ne sont pas du tout encourageantes.

La couche d'ozone serait durement touchée. Les rayons gamma du sursaut détruiraient complètement les molécules d'ozone. La couche d'ozone dans le monde serait réduite de 35 % en moyenne, et dans certaines régions sélectionnées, elle serait réduite de plus de 50 %. Ceci est incroyablement nocif en soi - attention, nos problèmes actuels d'ozone sont causés par une baisse relativement faible, seulement 3 % environ.

Les conséquences sont à très long terme et peuvent durer des années - même après cinq ans, la couche d'ozone peut rester 10 % plus fine. Pendant ce temps, le rayonnement UV du Soleil serait plus intense à la surface de la Terre. Les micro-organismes qui forment l'épine dorsale de la chaîne alimentaire y sont très sensibles. Beaucoup mourraient, entraînant l'extinction éventuelle d'autres espèces situées plus haut dans la chaîne alimentaire.

Pour couronner le tout, le dioxyde d'azote brun rougeâtre généré par le sursaut gamma d'Eta Carina (voir les chapitres 2 et 3) réduirait considérablement la quantité de lumière solaire atteignant la Terre.

Les conséquences exactes de cela sont difficiles à déterminer, mais il semble probable qu'une diminution de la quantité de lumière solaire sur l'ensemble de la Terre, même de quelques pour cent (le dioxyde d'azote se répandrait dans toute l'atmosphère) entraînerait un refroidissement important de la Terre et pourrait, vraisemblablement, devenir un facteur déclencheur de l'ère glaciaire.

De plus, il y aurait suffisamment d'acide nitrique dans le mélange chimique que représenteraient les pluies acides, et cela aurait aussi théoriquement des conséquences dévastatrices pour l'environnement.

Ensuite, il y a un problème avec les particules subatomiques (rayons cosmiques) du sursaut. On ne sait pas précisément quels dommages auraient été causés par eux. Mais, comme nous l'avons vu dans les chapitres 2 et 3, les particules de haute énergie peuvent avoir une grande variété de conséquences sur Terre. Un sursaut de rayons gamma à 7 500 années-lumière enverrait un grand nombre de particules subatomiques dans notre atmosphère, et elles voleraient à une vitesse légèrement inférieure à la vitesse de la lumière. Quelques heures seulement après l'apparition de l'explosion, ils auraient déjà fait irruption dans notre atmosphère, déversant une pluie de muons. Nous observons constamment des muons arrivant de l'espace, mais en petites quantités. Cependant, un GRB à proximité générerait une masse de muons. Un groupe d'astronomes a calculé que jusqu'à 46 milliards de muons par cm2 tomberaient sur la surface de la Terre sur tout l'hémisphère du sursaut. Quelque chose que vous obtenez de cela, alors n'oubliez pas qu'un sursaut de rayonnement gamma à proximité est mauvais - note de l'auteur). Il semble que c'est beaucoup - eh bien, oui, ça l'est. Ces particules tomberaient en cascade du ciel et seraient absorbées par tout ce qui se mettrait sur leur chemin. Compte tenu de la capacité des tissus corporels à absorber les muons, les astronomes qui ont effectué le calcul ont découvert qu'une personne non protégée recevrait une dose de rayonnement des dizaines de fois supérieure à la dose mortelle. Se cacher n'aidera pas beaucoup: les muons peuvent pénétrer dans l'eau jusqu'à près de 2 km de profondeur et jusqu'à 800 m dans les rochers ! Par conséquent, presque toute la vie sur Terre serait affectée.

L'appauvrissement de la couche d'ozone ne serait donc pas si grave. Au moment où cela est devenu un problème, la plupart des animaux et des plantes sur Terre seraient morts depuis longtemps.

C'est le scénario cauchemardesque décrit au début de ce chapitre. Cependant, avant de paniquer, rappelez-vous: le possible sursaut gamma d'Eta Carina ne sera certainement pas dirigé dans notre direction. Mais avant de terminer, je dirai qu'il existe un autre ancêtre possible du sursaut gamma, dont nous devons nous souvenir. Il s'appelle WR 104 et, par coïncidence, est à peu près à la même distance de nous qu'Eta. WR 104 est un système binaire, dont l'une des étoiles est une bête massive et gonflée approchant de la fin de sa vie. Il pourrait exploser, émettant un sursaut de rayons gamma, et il pourrait être plus ou moins dirigé vers nous, mais ces deux hypothèses sont inexactes. Selon toute vraisemblance, ce monstre ne nous menace pas non plus, mais il vaut la peine de le mentionner.