В новаторской работе, опубликованной в 1999 году, астрофизик из Фермилаба Джеймс Аннис предположил, что гамма-всплески (ГВ), космологическая и чрезвычайно энергичная природа которых к тому времени становилась всё более понятной, служат таким глобальным регулирующим механизмом.²⁰ Идея Анниса была особенно красива, поскольку в ней утверждалось, что намечающееся решение одной «большой загадки» (происхождения гамма-всплесков) может привести нас к решению другой, возможно, еще более масштабной (парадокса Ферми). Последующее важное исследование Скало и Уилера подтвердило подозрение, что гамма-всплески, по всей видимости, оказывают неблагоприятное воздействие на большую часть, если не на всю ГЗО.²¹ В частности, их результаты показали, что гамма-всплески могут быть напрямую смертоносными на расстоянии до 14 кпк для эукариот и до 1,4 кпк для прокариот. Эти пространственные масштабы следует сопоставить с ~11 кпк для внешней границы ГЗО, как это указано, например, в работе Лайнвивера и его коллег.²²

(Гораздо раньше, в 1981 году, Джим Кларк высказывал предположение, что периодические взрывы в центре нашей Галактики могли бы служить подобным регулирующим механизмом. Идея заключается в том, что Млечный Путь мог время от времени вести себя подобно сейфертовским галактикам, в ядерных областях которых происходят драматические взрывные процессы, сопровождающиеся мощным выделением энергии в виде как электромагнитного излучения, так и космических лучей. При некоторых дополнительных допущениях такие вспышки галактического ядра могли бы стерилизовать все зарождающиеся биосферы на планетах земного типа, заставляя тем самым биологическую эволюцию там начинаться с чистого листа. Поскольку время прохождения этого стерилизующего излучения было бы равно — или, по крайней мере, сопоставимо — с временем прохождения света через Галактику, стерилизации были бы тесно коррелированы на протяжении всей истории Галактики. Хотя физический причинно-следственный механизм, как мы теперь знаем, не работает, сама идея о том, что конкретное событие может коррелировать астробиологическую эволюцию во всей материнской галактике, осталась сутью астробиологического фазового перехода.²³)

Последующие исследования показали, что ситуация гораздо сложнее. Если говорить кратко, существует три типа воздействия галактических гамма-всплесков на биосферы: (1) прямое воздействие ионизирующих фотонов; (2) прямое воздействие космических лучей, ускоренных в гамма-всплеске; и (3) долгосрочное воздействие гамма-всплесков на химию атмосферы и климат. Кроме того, если гамма-всплеск происходит очень близко, может иметь место, как и в случае близких сверхновых, непосредственное выпадение вещества; поскольку подмножество потенциальных биосфер, расположенных так близко к гамма-всплеску, безусловно, очень мало, я пренебрегу здесь этой возможностью. Что касается первого класса эффектов гамма-всплесков, все они будут сильно ослаблены планетными атмосферами и в еще большей степени — океаническими водами. Хотя УФ-составляющая поступающих фотонов, проходящая сквозь атмосферу, подобную земной, несомненно, нанесла бы экологический ущерб и даже привела бы к разрушению пищевых цепочек во всей пострадавшей биосфере, кажется маловероятным, что таким образом можно было бы достичь сильного астробиологического «сброса». Более подходящим кандидатом был бы второй класс эффектов гамма-всплесков, поскольку высокоэнергетические космические лучи и их вторичные продукты, особенно атмосферные мюоны, проникают в воду и даже в горные породы на глубину в несколько километров.²⁴ Однако флюенс космических лучей, создаваемый гамма-всплесками, по сей день остается весьма неопределенным, как и степень анизотропии их ускорения. Биосферы, сталкивающиеся с узкоколлимированными джетами космических лучей, скорее всего, переживут биотический катаклизм, но нам нужны как более подробные модели экологических последствий, так и лучшее астрофизическое понимание, чтобы установить, насколько часто это происходит в типичной галактике L*.

Важность третьего класса эффектов ГВ представляется бесспорной — лабораторные эксперименты, атмосферные ядерные испытания и все исследования озонового слоя подтверждают, что мощные ионизирующие потоки приводят к образованию оксидов азота (в общем виде обозначаемых как NO_x), которые эффективно разрушают озоновый слой и ведут к длительному воздействию на поверхность планеты звездного УФ-излучения с пагубными последствиями для многих живых видов.²⁵

По-видимому, этот вопрос можно было бы решить, обратившись к прошлому Земли — подобно тому, как оценивают риск столкновения на основе истории импактных событий на Земле. Однако в случае космических взрывов мы сталкиваемся с непреодолимыми трудностями. Именно отчаяние, вызванное отсутствием следов причинно-следственного механизма, изначально побудило Отто Шиндевольфа предположить, что близкий взрыв сверхновой стал причиной массового вымирания в конце пермского периода.²⁷ В течение довольно долгого времени эта идея недооценивалась в биологическом и геолого-географическом сообществах,²⁸ и возродилась лишь совсем недавно, после того как были установлены масштабы и астрофизическое значение космических взрывов. Как подчеркивается в недавней статье,²⁹

Эдриан Мелотт и его коллеги выдвинули гипотезу о том, что позднеордовикское массовое вымирание (один из эпизодов «Великой пятерки») было вызвано гамма-всплеском.³⁰ Хотя это привлекло большое внимание и стимулировало дальнейшие исследования, пока еще слишком рано утверждать, что эта связь действительно существует. Конечно, в докембрийском суперэоне исчезают даже те скудные эмпирические свидетельства, на основании которых мы могли бы судить о событиях и их причинах. Поскольку докембрий охватывает примерно шесть седьмых истории жизни на Земле, неизбежно, что большая часть даже потенциально различимых доказательств утеряна; это усугубляется ключевым допущением гипотезы астробиологического фазового перехода о том, что потенциально смертоносные события в прошлом происходили чаще. Даже в случае гораздо более поздних событий однозначное выявление следов космического взрыва на Земле было бы дьявольски трудной задачей. В конце концов, ведутся серьезные споры о том, взрывалась ли сверхновая вблизи Земли в пределах тысяч лет;³¹ хотя это, вероятно, останется активной областью исследований на долгие годы, трудно представить, что реконструкция древних космических взрывов и их локального биотического воздействия когда-либо станет легкой задачей.

Предстоит проделать еще огромный объем работы, чтобы детально описать точные последствия космических взрывов для типичной биосферы в Галактике. Тем не менее представляется неизбежным, что по крайней мере некоторые из них время от времени подвергаются экстремальному экологическому стрессу из-за подобных взрывов в их астрономических окрестностях. Это составляет одно из слагаемых в общей функции риска, определяющей исход в Гигагоде опасной жизни; предлагаемое решение предполагает, что этот член фактически является доминирующим и что его эволюция определяет плотность биосфер со сложными формами жизни во всей Галактике — а в конечном счете определяет и плотность разумных наблюдателей. По мере того как частота катастроф снижается с космическим временем, окно возможностей для возникновения сложных форм жизни и разумных наблюдателей становится шире. В конечном итоге это приводит к появлению тех биосфер, в которых развиваются разумные наблюдатели и их технологические цивилизации, способные защитить себя от будущих «сбросов».