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

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