离子化光子事件的谱与时间变率性对地球的后果
天体物理学
2010-11-11 v3 大气与海洋物理
生物物理
地球物理
种群与进化
摘要
伽马射线暴 (GRB) 来自距离地球几千光年以内的方向可能损害生物球，主要通过改变大气化学导致日系紫外线显著增加。然而，GRB 在谱和持续时间上高度可变。最近的观测表明，持续时间约为 0.1 秒的短 GRB，具有较硬的谱，可能在低红移处足够普遍，以提供额外的显著效应。与之相关的较长时间尺度包括软 X 射线 (~10^3 秒) 和紫外 (~10^5 秒) 射线暴破裂辐射，以及在超级星云 (~10^7 秒) 光程阶段释放的放射性衰变伽马线辐射。本文我们推广了包括广泛峰值光子能量和持续时间影响的大气计算，以保持总 fluence 和其他参数恒定。结果可用于估计各种引发大气电离的天体现象（如短 GRB、X 射线闪、超级星云）对地球大气的影响。我们发现，尽管持续时间从 10^-1 秒到 10^8 秒，大气效应的最终强度仅略有变化。因此，许多引起大气电离的天体现象的效应可在不包括时间演化的情况下近似表示。详细建模需要指定事件的季节和纬度。较硬的光子谱对峰值能量达约 20 MeV 的谱产生更大的大气效应，因为其更深入地进入平流层。
引用
@article{arxiv.astro-ph/0604556,
title = {Terrestrial Consequences of Spectral and Temporal Variability in Ionizing Photon Events},
author = {Larissa M. Ejzak and Adrian L. Melott and Mikhail V. Medvedev and Brian C. Thomas},
journal= {arXiv preprint arXiv:astro-ph/0604556},
year = {2010}
}
备注
30 pages, to be published in ApJ. Replaced for conformity with published version, including correction of minor typos and updated references