Znanstvenici su dugi niz godina proučavali kako supernove mogu utjecati na život na Zemlji. Supernove su izuzetno snažni događaji i ovisno o tome koliko su blizu Zemlji mogli bi imati posljedice u rasponu od kataklizmičke do nebitne. Ali sada, znanstvenici koji stoje iza novog rada kažu da imaju posebne dokaze koji povezuju jednu ili više supernova s događajem izumiranja prije 2,6 milijuna godina.
Prije otprilike 2,6 milijuna godina, jedna ili više supernova eksplodiralo je oko 50 parsesova, odnosno oko 160 svjetlosnih godina, daleko od Zemlje. U isto vrijeme dogodio se i događaj izumiranja na Zemlji, nazvan pliocenskim izumiranjem morske megafaune. Tada je do trećine velikih morskih vrsta na Zemlji uništeno, a većina njih je živjela u plitkim obalnim vodama.
"Ovaj je put drugačije. Imamo dokaze o događajima u blizini u točno određeno vrijeme. " - Dr. Adrian Melott, Sveučilište u Kansasu.
Novi rad povezuje supernove i izumiranje te sugerira da su krivce bile čestice zvane muoni. Dokazi nisu samo u zapisu o fosilima, već u sloju radioaktivnog tipa željeza deponiranog na Zemlji prije otprilike 2,6 milijuna godina, nazvanog željezo 60. Dokazi su i u svemiru, u obliku stvaranja širećeg mjehurića od strane jedne ili više supernova.
Rad je od glavnog autora Adriana Melotta, profesora emeritusa fizike i astronomije na Sveučilištu u Kansasu, te koautora na Sveučilištu Universidade de São Carlos, u Brazilu. Melott je u izjavi za javnost izjavio da već 15 godina proučava učinke koje bi supernove mogle imati na Zemlji. No ovaj je rad mnogo specifičniji i povezuje izumiranje pliocena sa specifičnim supernovama. "Ovaj je put drugačije. Imamo dokaze o događajima u blizini u točno određeno vrijeme ", rekao je Melott. "Znamo koliko su bili daleko, tako da zapravo možemo izračunati kako bi to utjecalo na Zemlju i uspoređivati je s onim što znamo o onome što se tada dogodilo - to je mnogo određenije."
Pa što nam govore ove specifičnosti?
Prije svega, govorimo željezo, konkretno, željezo 60. Željezo 60 je izotop željeza elementa. Izotop je jednostavno atom s različitim brojem neutrona u svom jezgru. Sve željezo ima isti broj protona - 26 - i jednak broj elektrona, također 26. Ali njegov broj neutrona može varirati. Većina željeza u svemiru, uključujući ovdje na Zemlji, je željezo 56. Željezo 56 ima stabilnu jezgru od 26 protona i 30 neutrona. Željezo 56 je stabilno, što znači da nije radioaktivno i ne propada.
Ali ovdje na Zemlji postoji i nešto željeza 60, sa nestabilnom jezgrom koja sadrži 26 protona i 34 neutrona. Radioaktivan je i propada i vremenom postaje nikal. U geološkom zapisu ima ostataka željeza 60 u različitim periodima, s velikim šiljakom prije otprilike 2,6 milijuna godina. Ali tu je stvar: bilo koji željezo 60 koji je bio dio Zemlje kad se formirala Zemlja odavno bi propadao do nikla. Od nje više neće ostati traga.
„Još sredinom 1990-ih ljudi su govorili:„ Hej, traži željezo-60. To je bajka jer nema drugog načina da dođe do Zemlje osim supernove. "- Adrian Melott, Sveučilište u Kansasu.
Dakle, ako je bilo željezo prije 60 2,6 milijuna godina, moralo je doći odnekud. A to bi negdje mogao biti samo prostor. A budući da su supernove jedino što može stvoriti željezo 60 i raširiti ga kroz svemir, to mora biti iz supernove.
Ali željezo 60 nije ubilo velike morske životinje. Naravno, radioaktivna je, ali nije krivac iza izumiranja. To je samo dokaz supernove istovremeno s izumiranjem.
Postoji još jedan dokaz koji potvrđuje teoriju "smrti od supernove": ogromni mjehurić u svemiru.
Značajka se naziva Local Bubble, izdubljena šupljina u međuzvjezdanom mediju. Međuzvjezdani medij je tvar i zračenje koji postoje u prostoru između zvjezdanih sustava, unutar galaksije. To je u osnovi plin, prašina i kozmičke zrake i ispunjava prostor između solarnih sustava.
Lokalni mjehurić oblik je koji je izdubljen iz međuzvjezdanog medija jednim ili više supernova. Naš Sunčev sustav je unutar njega, kao i zvijezde poput Antaresa i Beta Canis Majorisa.
Ne postoji drugi događaj koji bi mogao izdubiti Lokalni mjehurić. Kada supernova eksplodira, udarni val uklanja plin i prašinu u svom području, stvarajući mjehurić. Mjehurić nije potpuno prazan, u njemu je ostalo nešto vrućeg i plina vrlo niske gustoće. Ali većinu gasnih oblaka više nema.
"Lokalni mjehurić imamo u međuzvjezdanom mediju", rekao je Melott. "Na pravom smo rubu. Ovo je divovsko područje dugo oko 300 svjetlosnih godina. To je u osnovi vrlo vruć plin vrlo niske gustoće - iz njega su iscurili gotovo svi plinski oblaci. Najbolji način za izradu ovakvog mjehurića jest da ga gomila supernova puše sve veće i veće, a čini se da se dobro uklapa u ideju lanca. "
Dakle, ako dokazi, i lokalni mjehurić i željezo 60, podupiru pojavu višestrukih supernova koji uzrokuju izumiranje pliocenske morske megafaune, koji je točno bio mehanizam tog izumiranja? Željezo 60 to ne može, a niti mjehurići ne mogu biti u svemiru. Dakle, što se dogodilo?
Melott i njegov tim kažu da se sve svodi na subatomske čestice zvane muoni.
"Najbolji opis muona bio bi vrlo težak elektron - ali muon je nekoliko stotina puta masivniji od elektrona." - Adrian Melott, glavni autor, Sveučilište Kanasas.
Kad su se supernove raširile željezom 60 na Zemlju, to nije bila jedina stvar koja je padala iz svemira. Bilo je i muona. Prema Melottu, muoni se najbolje mogu opisati kao "teški elektroni". I iako stalno primamo muone iz svemira, većina ih prolazi kroz nas bezopasno, s tim što samo neobična interakcija djeluje s nama i čini dio zračenja s kojim smo neprestano bombardirani.
"Najbolji opis muona bio bi vrlo težak elektron - ali muon je nekoliko stotina puta masivniji od elektrona", rekao je Melott. "Vrlo su prodorni. Čak i normalno, puno nas ih prolazi. Gotovo svi prolaze bezopasno, no otprilike petinu naše doze zračenja dolaze muoni. "
Ali to se promijenilo kada su supernove eksplodirale. Bilo bi stotina puta više muona od normalnog pozadinskog broja. A za veće životinje s većim površinama to znači znatno veću izloženost zračenju.
"Ali kada udari ovaj val kozmičkih zraka, pomnožite te muone s nekoliko stotina", rekao je Melott. "Samo će mali dio njih utjecati na bilo koji način, ali kad je taj broj tako velik, a njihova energija toliko velika, dobivate povećane mutacije i rak - to bi bili glavni biološki učinci. Procijenili smo da će stopa raka porasti za oko 50 posto za nešto što je čovjekovo veličina - i što ste veći, to je gore. Za slona ili kita doza zračenja povećava se. "
Dakle, daleke supernove uzrokovale su snažan skok u broju muona koji su udarali na Zemlju, povećavajući učestalost raka, posebno kod velikih morskih životinja. A budući da je životinja dublja u vodi, zaštićenija je, izumiranje većih morskih životinja u plićim obalnim vodama bio je nusproizvod.
Jedna posebno velika i zloglasna morska životinja izumrla je tijekom izumiranja pliocenske morske megafaune: Megalodon, jedan od najvećih i najmoćnijih predatora koji su ikada živjeli na Zemlji.
Megalodon je bio drevni morski pas velik kao školski autobus koji je izumro prije 2,6 milijuna godina. "Jedno od izumiranja koje se dogodilo prije 2,6 milijuna godina bio je Megalodon", rekao je Melott. "Zamislite veliku bijelu morsku psiju u" Čeljusti ", koja je bila ogromna - i to je Megalodon, ali otprilike je bila veličina školskog autobusa. Oni su upravo nestali otprilike u to vrijeme. Dakle, možemo pretpostaviti da bi to imalo veze s muonima. U osnovi, što je veće stvorenje veće bi bilo zračenje. "
Kao što Melott priznaje, ovdje se odvijaju neke špekulacije. Mogu biti i drugi razlozi za njegovo istrebljenje, uključujući hlađenje oceana kao rezultat ledenog doba. Razina mora također bi se smanjila tijekom ledenog doba, što znači da su vrste izgubile dobra područja za njegu.
Megalodon nije bila jedina vrsta koja je u to vrijeme izumrla. U radu za 2017. godinu, istraživači su dokumentirali izumiranje drugih morskih megafauna, uključujući sisavce, morske ptice i kornjače. Ali je li jedan ili više supernova moglo uzrokovati sve to?
Zemlja je u to vrijeme bila u klimatskoj varijabilnosti, pa je teško izdvojiti pojedinačne učinke koje bi supernove i klimatske promjene imale na izumiranje. I druga studija sugerirala je drugačiju vezu supernove s izumiranjem pliocena i pleistocena.
U studiji iz 2002. godine, istraživači su pogledali Lokalni mjehurić i Zemljino željezo 60 i zaključili da su obojica faktor izumiranja. Ali oni su postavili drugačiji mehanizam. Rekli su da su supernove uzrokovale nalet ultraljubičastog svjetla na Zemlju, ubivši mala bića u podnožju prehrambenog lanca, a to je zauzvrat dovelo do odumiranja većih morskih megafauna.
Za Melotta i njegov tim teorija supernovae muona je sve dio toga. Istraživač sa Sveučilišta u Kansasu rekao je da su dokazi o supernovi ili nizu njih „još jedan komad zagonetke“ kako bi se razjasnili mogući razlozi pliocensko-pleistocenskog izumiranja.
"Zapravo nema dobrog objašnjenja morskog megafaunalnog istrebljenja", rekao je Melott. "To bi mogao biti jedan. To je ta promjena paradigme - znamo da se nešto dogodilo i kada se dogodilo, tako da po prvi put možemo stvarno kopati i stvari tražiti na definitivan način. Sada se možemo shvatiti stvarno kakvi bi učinci zračenja bili na način koji prije nije bio moguć. "
- Znanstveni članak: Izumiranje pliocenske morske megafaune i njezin utjecaj na funkcionalnu raznolikost.
- Priopćenje: Istraživači razmatraju je li supernova ubila velike oceanske životinje u zoru pleistocena
- Znanstveni članak: Hipoteza: doza zračenja muonima i morsko megafaunalno istrebljenje na kraju pliocenske supernove
- Znanstveni članak: DOKAZI ZA BILO SUKRENE EKSPLOZIJE
