För två och en halv och åtta miljoner år sedan exploderade två supernovaer inte långt ifrån oss (av astronomiska standarder), vilket kan leda till att jordens ozonskikt tappas och många oönskade konsekvenser för livet. En två och en halv miljon år gammal supernova kunde ha varit ett allvarligt slag. Pliocenen, den varma och milda eran, slutade och Pleistocen, era glaciationer och istid, började. Naturliga variationer i jordens omloppsbana och slingrande skulle förmodligen förklara klimatförändringarna, men en supernovahändelse som hände under denna period skulle ha passat bättre.
Det tros att supernova exploderade 163-326 ljusår bort (50-100 parsecs). Som jämförelse är vår närmaste stjärngranne, Proxima Centauri, 4,2 ljusår bort.
Implikationer för jorden
Supernovas kan sterilisera alla bebodda planeter i närheten om de kommer i vägen för joniserande strålning. Kan dessa supernovaer förkasta den nuvarande biologin på vår planet? Dr Brian Thomas, en astrofysiker vid Washburn University i Kansas, beslutade att ta reda på det och modellerade konsekvenserna för biologin på jordens yta, baserat på de geologiska bevisen på två supernovaer för 2,5 respektive 8 miljoner år sedan. I sitt senaste arbete studerade Thomas spridningen av kosmiska strålar från supernova genom atmosfären till ytan för att förstå deras effekt på levande organismer.
När vi tittar på fossilregistret under gränsen mellan Pliocen och Pleistocen (för 2,5 miljoner år sedan) ser vi dramatiska förändringar i fossil och global jordtäckning. Thomas konstaterar att "det har skett förändringar, särskilt i Afrika, som har visat en övergång från mer skogsbevuxen till ängsmark." Samtidigt visar den geologiska posten en global ökning av koncentrationen av järn-60, som är en radioaktiv isotop som bildades under en supernovaexplosion.
"Vi var intresserade av hur exploderande stjärnor kunde påverka livet på jorden, och det visade sig att livet för några miljoner år sedan genomgick stora förändringar," säger Thomas. "Det kan vara relaterat till en supernova."
Till exempel, vid Pliocen-Pleistocen-gränsen, var det en förändring i antalet arter. Trots det faktum att det inte fanns några stora massutsläckningar observerades högre utrotningsgrader i allmänhet, arterna själva och vegetationen förändrades.
Kampanjvideo:
Inte så dödligt
Hur kan en närliggande supernova påverka livet på jorden? Thomas konstaterar med missnöje att supernovaer ofta utsätts i ett sådant ljus att "supernovaen bryter ut och allt dör", men det är inte helt sant. Det handlar om stämningen. Ozonskiktet skyddar biologiskt liv från skadlig ultraviolett strålning från solen som förändrar den genetiska bakgrunden. Thomas sammanställde modeller av det globala klimatet, atmosfärisk kemi och strålningsöverföring (utbredningen av strålning i atmosfären) för att bättre förstå hur de kosmiska strålsupernovorna kan påverka jordens atmosfär, särskilt ozonskiktet.
Det är värt att notera att kosmiska strålar från supernova inte kommer att förbränna allt på deras väg. Det intergalaktiska mediet fungerar som en slags sikt och bromsar ner kosmiska strålar och "radioaktivt järnregn" (från järn-60) i hundratusentals år. Högenergipartiklarna kommer att vara de första som anländer till jorden och kommer att interagera med vår atmosfär annorlunda än de lågenergipartiklar som kommer senare. Thomas simulerade nedbrytningen av ozonskiktet 100, 300 och 1000 år efter att de första supernovapartiklarna började komma in i atmosfären. Märkligt nog nådde utmattningen (26%) efter 300 år.
Högenergiska kosmiska strålar för 100-årsscenariot kommer att sippra direkt genom stratosfären och dumpa deras energi under ozonskiktet och tappa det mindre, medan i det 300-åriga scenariot kommer mindre energiska kosmiska strålar att bidra mer energi i stratosfären, vilket avsevärt tappar ozonskiktet.
Ozonnedbrytning är ett allvarligt hot mot livslängden på ytan.
Blandade effekter
Thomas studerade flera möjliga förödande biologiska effekter (erytem, hudcancer, grå starr, bromsning av fotosyntesen av marin fytoplankton och skador på växter) på olika breddegrader till följd av ökad UV-strålningsintensitet orsakad av ozonutarmning. Ökad skada dök upp i alla riktningar, ökade med latitud och i linje med de förändringar som bevarats i fossilposten. Men inte alla konsekvenser var lika skadliga för organismer. Plankton, den största syreproducenten, led minimala skador. Dessutom var det en liten ökning av risken för solbränna och hudcancer bland människor.
Kan en supernova i närheten leda till en massutrotning? Det beror på vilken sida du tittar på, säger Thomas: "Det finns en subtil skillnad mellan att" förstöra allt och allt "och lidandet för enskilda organismer. Vissa växter tillförde utbytet, som sojabönor och vete, medan andra förlorade produktiviteten. " Och det återspeglas också i fossilregistret.
Men hur supernovaer kan påverka mänsklig evolution - denna fråga som Thomas kommer att ta itu med i sitt nästa arbete.
Ilya Khel
