Исследование показывает, что взрывающиеся звезды могли вызвать массовое вымирание на Земле

Представьте себе чтение при свете взорвавшейся звезды, ярче, чем полная луна — это может быть забавно подумать, но эта сцена — прелюдия к катастрофе, когда радиация разрушает жизнь, которую мы знаем. По словам исследователей, смертоносные космические лучи от близлежащих сверхновых могут быть виновником по крайней мере одного массового вымирания, и обнаружение определенных радиоактивных изотопов в летописи горных пород Земли может подтвердить этот сценарий.

Новое исследование, проведенное профессором астрономии и физики Урбана-Шампейн из Университета Иллинойса Брайаном Филдсом, исследует возможность того, что астрономические события были ответственны за событие вымирания 359 миллионов лет назад на границе девонского и каменноугольного периодов.

Статья опубликована в Proceedings of the National Academy of Sciences .

Команда сконцентрировалась на границе девона и карбона, потому что эти породы содержат сотни тысяч поколений спор растений, которые выглядят обгоревшими в ультрафиолетовом свете, что свидетельствует о продолжительном разрушении озонового слоя.

«Земные катастрофы, такие как крупномасштабный вулканизм и глобальное потепление, также могут разрушить озоновый слой, но доказательства этого неубедительны для рассматриваемого временного интервала», — сказал Филдс. «Вместо этого мы предполагаем, что один или несколько взрывов сверхновых на расстоянии около 65 световых лет от Земли могли быть причиной длительной потери озона».

«Чтобы представить себе это в перспективе, одна из самых близких угроз сверхновой сегодня исходит от звезды Бетельгейзе, которая находится на расстоянии более 600 световых лет и далеко за пределами зоны поражения в 25 световых лет», — сказал аспирант и соавтор исследования. Адриенн Эртель.

Команда исследовала другие астрофизические причины истощения озонового слоя, такие как удары метеоритов, солнечные извержения и гамма-всплески. «Но эти события быстро заканчиваются и вряд ли вызовут долговременное истощение озонового слоя, которое произошло в конце девонского периода», — сказал аспирант и соавтор исследования Джесси Миллер.

С другой стороны, сверхновая звезда наносит один-два удара, говорят исследователи. Взрыв немедленно омывает Землю разрушительным ультрафиолетовым, рентгеновским и гамма-лучами. Позже, взрыв осколков сверхновой врезается в солнечную систему, подвергая планету долгоживущему излучению космических лучей, ускоренных сверхновой. Ущерб, нанесенный Земле и ее озоновому слою, может длиться до 100 000 лет.

Однако свидетельства окаменелостей указывают на 300000-летнее сокращение биоразнообразия, ведущее к массовому вымиранию девонско-каменноугольного периода, что предполагает возможность множественных катастроф, возможно, даже множественных взрывов сверхновых. «Это вполне возможно», — сказал Миллер. «Массивные звезды обычно образуются в скоплениях с другими массивными звездами, а другие сверхновые могут возникать вскоре после первого взрыва».

Команда сказала, что ключом к доказательству возникновения сверхновой будет обнаружение радиоактивных изотопов плутония-244 и самария-146 в породах и окаменелостях, отложившихся во время вымирания. «Ни один из этих изотопов сегодня не встречается на Земле в естественных условиях, и единственный способ попасть сюда — через космические взрывы», — сказал студент и соавтор Чжэнхай Лю.

По словам Филдса, радиоактивные виды, рожденные в сверхновой, похожи на зеленые бананы. «Когда вы видите зеленые бананы в Иллинойсе, вы знаете, что они свежие, и вы знаете, что они не росли здесь. Как и бананы, Pu-244 и Sm-146 со временем распадаются. Итак, если мы обнаружим эти радиоизотопы на Земле сегодня, мы знаем они свежие, а не отсюда — зеленые бананы изотопного мира — и, следовательно, дымящиеся пушки ближайшей сверхновой ».

Исследователям еще предстоит поискать Pu-244 или Sm-146 в породах на границе девона и карбона. Команда Филдса заявила, что ее исследование направлено на определение закономерностей в геологической летописи, указывающих на взрывы сверхновых.

«Основная идея нашего исследования заключается в том, что жизнь на Земле не существует изолированно», — сказал Филдс. «Мы граждане большего космоса, и космос вмешивается в нашу жизнь — часто незаметно, но иногда яростно».

В исследовании также приняли участие ученые из Канзасского университета; Королевский колледж, Великобритания; Европейская организация ядерных исследований, Швейцария; Национальный институт химической физики и биофизики, Эстония; Академия ВВС США; и Уошбернский университет.

Это исследование поддержали Совет по науке и технологиям и Эстонский исследовательский совет.

---

Источник истории:

Материалы предоставлены Иллинойским университетом в Урбана-Шампейн, Бюро новостей . Оригинал написан Лоис Йоксулян. Примечание. Содержимое можно редактировать по стилю и длине.

---

Ссылка на журнал :

1. Брайан Д. Филдс, Адриан Л. Мелотт, Джон Эллис, Эдриен Ф. Эртель, Брайан Дж. Фрай, Брюс С. Либерман, Чжэнхай Лю, Джесси А. Миллер, Брайан К. Томас. Сверхновая звезда вызывает вымирание в конце девона . Труды Национальной академии наук , 2020; 202013774 DOI: 10.1073 / pnas.2013774117