高红移宇宙中的生命能否在伽马射线暴下存活？
高能天体物理现象
2015-09-09 v1
摘要
邻近的伽马射线暴（GRB）被认为是地球物种灭绝的可能原因之一。由于 GRB 在更高红移处的事件率更高，有人推测我们所知的生命在超过某个红移（例如 z>0.5）后可能无法存活。我们考察了太阳邻域、斯隆数字巡天（SDSS）星系及 GRB 宿主星系中致命（威胁生命）GRB 的占空比，并恰当地考虑了长 GRB 发生率对恒星形成和金属丰度的依赖。我们发现，在过去 5 亿年（~奥陶纪大灭绝时期）内袭击地球的致命 GRB 数量为 0.93。由于高红移星系中恒星形成率的增加和金属丰度的降低，击中某一行星的致命 GRB 数量随红移而增加。以每 5 亿年 1 次作为生命存活的保守占空比（正如我们自身的存在所证明的），我们发现仍有相当一部分 SDSS 星系在 z=0.5 之外，其半质量半径处的 GRB 发生率低于此值。我们通过蒙特卡洛模拟推导出此类良性星系的比例随红移变化的函数，发现该比例在 z~1.5 处约为 50%，即使在 z~3 处也约为 10%。良性星系的质量分布以类似银河系的星系为主，这得益于它们的普遍性、相对较大的质量和较低的恒星形成率。GRB 宿主星系则属于最危险的星系之列。
引用
@article{arxiv.1507.05966,
title = {Can life survive Gamma-Ray Bursts in the high-redshift universe?},
author = {Ye Li and Bing Zhang},
journal= {arXiv preprint arXiv:1507.05966},
year = {2015}
}
备注
Accepted for publication in The Astrophysical Journal, 7 pages, 4 figures, 1 table