Представьте, что вы читаете при свете взорвавшейся звезды, ярче, чем полная луна - может быть, об этом и интересно подумать, но эта сцена - прелюдия к катастрофе, когда радиация разрушает жизнь, какой мы ее знаем. Убийственные космические лучи от близлежащих сверхновых могут быть виновниками по крайней мере одного события массового вымирания, говорят исследователи, и обнаружение определенных радиоактивных изотопов в геологической летописи Земли может подтвердить этот сценарий.
Новое исследование под руководством профессора астрономии и физики Университета Иллинойса в Урбане-Шампейне Брайана Филдса изучает возможность того, что астрономические события были ответственны за вымирание 359 миллионов лет назад, на границе между девонским и каменноугольным периодами.
Доклад опубликован в Proceedings of the National Academy of Sciences.
Команда сосредоточилась на границе девона и каменноугольного периода, потому что эти породы содержат сотни тысяч поколений спор растений, которые кажутся выгоревшими на солнце ультрафиолетовым светом, что свидетельствует о длительном разрушении озонового слоя.
«Наземные 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 это в перспективе, одна из самых близких угроз сверхновой на сегодняшний день исходит от звезды Бетельгейзе, которая находится на расстоянии более 600 световых лет и далеко за пределами расстояния 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 длительное истощение озонового слоя, которое произошло в конце девонского периода», - сказал аспирант и соавтор исследования Джесси Миллер.
Сверхновая, с другой стороны, наносит один-два удара, говорят исследователи. Взрыв сразу же заливает Землю разрушительными ультрафиолетовыми, рентгеновскими и гамма-лучами. Позже взрыв обломков сверхновой врезается в Солнечную систему, подвергая планету долгоживущему облучению космическими лучами, ускоренными сверхновой. Ущерб, нанесенный Земле и ее озоновому слою, может длиться до 100 000 лет.
Однако ископаемые свидетельства указывают на сокращение биоразнообразия в течение 300 000 лет, что привело к массовому вымиранию в девонско-каменноугольном периоде, что предполагает возможность множественных катастроф, возможно, даже множественных взрывов сверхновых.«Это вполне возможно, - сказал Миллер. «Массивные звезды обычно встречаются в скоплениях с другими массивными звездами, а другие сверхновые, вероятно, возникают вскоре после первого взрыва».
Команда сказала, что ключом к доказательству того, что сверхновая произошла, будет обнаружение радиоактивных изотопов плутония-244 и самария-146 в горных породах и окаменелостях, отложившихся во время вымирания. «Ни один из этих изотопов не встречается в природе на Земле сегодня, и единственный способ, которым они могут попасть сюда, - это космические взрывы», - сказал студент бакалавриата и соавтор Чжэнхай Лю.
Радиоактивные виды, рожденные в сверхновой, подобны зеленым бананам, сказал Филдс. «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. они свежие и не отсюда - зеленые бананы изотопного мира - и, таким образом, дымящиеся ружья ближайшей сверхновой."
Исследователям еще предстоит искать Pu-244 или Sm-146 в породах на границе девона и карбона. Команда Филдса заявила, что ее исследование направлено на определение моделей свидетельств в геологической летописи, которые указывали бы на взрывы сверхновых.
«Основной посыл 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».
Также в исследовании 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 научно-технических средств и Эстонский исследовательский совет.