Поверхность Земли несколько раз за последние девять миллионов лет подвергалась опасному для жизни излучению от взрывов близлежащих сверхновых звезд. Это утверждение международной группы астрономов, которая создала компьютерную модель, которая предполагает, что высокоэнергетические частицы от взрыва сверхновой создали ионизирующее излучение в атмосфере Земли, которое также достигло и поверхности планеты. Этот выброс радиации, по словам астрономов, значительно изменил климат Земли и повлиял на эволюцию жизни.
Ранее две независимые группы астрономов опубликовали доказательства того, что несколько сверхновых взрывались на расстоянии около 330 световых лет от Земли. Каждое такое событие заполняло солнечную систему частицами космического железа-60. Его избыток был обнаружен в образцах кернов со дна Атлантического, Тихого и Индийского океанов, а также в отложениях на Луне.
Железо-60 - это не все, что производят сверхновые. Взрывающиеся звезды выделяют много световой энергии, а также космические лучи, которые состоят из высокоэнергетических электронов и ядер атомов. Предыдущая работа, в частности Нила Герелса из Центра космических полетов имени Годдарда НАСА, показала, что сверхновая должна взорваться в пределах 25 световых лет от Земли, чтобы наша планета получила достаточно сильную дозу радиации, которая могла бы вызвать крупное массовое вымирание живых организмов. Напротив, считалось, что сверхновые взорвавшиеся на расстоянии нескольких сотен световых лет, не способны отрицательно повлиять ни на жизнь, ни на атмосферу Земли.
Пронизывающие космические лучи
Теперь команда под руководством Брайана Томаса из Университета Уошберна из США утверждает, что этот вывод является неверным. Исследователи рассмотрели, что произойдет, если сверхновая звезда взорвется на расстоянии 325 световых лет, и выяснили, как ее излучение повлияет на Землю. Они обнаружили, что, кроме нарушения циркадных ритмов у земных форм жизни, ультрафиолетовый свет не оказывает на них никакого существенного влияния. Однако космические лучи, порождённые взрывом сверхновой звезды и достигшие Земли, - это уже совсем другая история.
«Они имеют энергию в диапазоне тераэлектронвольт, что делает их способными проходить сквозь гелиосферу и магнитное поле Земли и распространяться в атмосфере гораздо дальше, чем это делают обычные космические лучи», - говорит Адриан Мелотт из Канзасского университета.
Но не сами космические лучи наносят вред жизни, а излучение, которое они создают при взаимодействии с атмосферой. Когда космические лучи сталкиваются с молекулами воздуха, они создают поток вторичных частиц, наполненных протонами и нейтронами, а также сильный поток мюонов, неустойчивых частиц с отрицательным зарядом.
Обычно это происходит в верхних слоях атмосферы и может быть причиной ионизации и разрушения озона в стратосфере. Однако космические лучи от взрывов сверхновых обладают такой энергией, что они будут проходить прямо через стратосферу в нижний слой атмосферы, известный как тропосфера. Там они создадут ливни, которые затем ионизируют атомы на земле и в океане на глубине до километра.
Влияние на живые организмы
Сегодня мюоны вносят шестую часть в нашу годовую дозу радиации, но команда Томаса подсчитала, что взрыв сверхновой звезды приведет к 20-кратному увеличению потока мюонов, что утроит годовую дозу облучения форм жизни на планете в течение нескольких тысяч лет. По словам исследователей, это похоже на то, как будто каждый организм на Земле ежегодно проходил бы медицинскую компьютерную томографию. Хотя это не уничтожило бы жизнь на Земле, но статистически могло бы вызвать некоторые незначительные массовые вымирания, а также клеточные мутации, которые потенциально спровоцировали всплеск эволюции.
Есть свидетельства незначительного массового вымирания около 2,59 миллиона лет назад, но еще слишком рано говорить, насколько сильно оно было связано с взрывом близкой сверхновой, который, как полагают, произошел примерно в это же время.
Влияние на изменение климата
Космические лучи, возможно, также изменили климат Земли. Самые последние взрывы сверхновых произошли незадолго до того, как Земля вошла в серию ледниковых периодов, после завершения которых открылась возможность для появления людей. Одна из возможных связей между сверхновыми звездами и изменением климата заключается в том, что мюоны в нижних слоях атмосферы воздействуют на облачный покров, охлаждая планету.
«Когда ионизация происходит внизу в тропосфере, где делается вся наша погода, что это не влияет на нашу погоду и климат?» - спрашивает Мелотт. «Я не собираюсь утверждать, что это вызывает ледниковые периоды, но эту возможность нельзя отрицать» - заключает он.
Следующим шагом, по словам Мелотта, является изучение геологических данных в поисках каких-либо доказательств того, что сверхновые действительно имели отрицательное влияние на земные формы жизни , а также дальнейшее уточнение моделей, описывающих распространение космических лучей от сверхновых в космосе.
Подписывайтесь на канал Глубины космоса, будет много интересного!
Читайте также:
Смерть одной звезды даёт жизнь для множества других
Следы от взрывов сверхновых обнаружены на Земле
Обнаружено самое далёкое скопление молодых галактик
