Могла ли сверхновая уничтожить всех водных существ на заре плейстоцена?

Около 2.6 миллиона лет назад на доисторическом земном небе появился странный яркий свет, который светил ещё на протяжении несколько недель или месяцев. Это было ни что иное, как сверхновая, взорвавшаяся на расстоянии примерно 150-ти световых лет от Земли. В течение нескольких сотен лет после того, как странный свет в небе исчез, цунами космической энергии от того же самого разрушительного звёздного взрыва могло достичь нашей планеты и ударить по атмосфере, вызвав изменение климата и массовое вымирание крупных животных океана, в том числе акул, которые тогда имели размеры со школьный автобус.

Влияние такой сверхновой — и, возможно, не одной — на жизнь в большом океане подробно описано в статье, недавно опубликованной в журнале Astrobiology.

“Я занимаюсь такими исследованиями около 15 лет, и всегда они основывались на том, что мы знаем о вселенной в целом. Мы давно уже поняли, что эти сверхновые должны были повлиять на Землю в то или иное время. На этот раз всё по-другому. У нас есть доказательства возникновения конкретного случая во вполне определённое время. Мы знаем, как далеко это событие произошло, поэтому мы можем вычислить, как оно могло повлиять на Землю, и сравнить это с тем, что мы знаем о том, что произошло в то время. То есть это гораздо более конкретная работа”, — ведущий автор статьи Адриан Мелотт, почётный профессор физики и астрономии в Университете Канзаса.

Остаток сверхновой N 63A. Источник: NASA, ESA, HEIC, and The Hubble Heritage Team (STScI/AURA)

Мелотт сказал, что недавно опубликованные документы, рассказывающие о древних отложениях изотопов железа-60 на морском дне, предоставили просто ошеломляющее доказательства о времени и расстоянии интересующей исследователей вспышке сверхновой.

«Еще в середине 1990-х годов мы всем говорили, что надо заниматься поисками изотопа железа-60. Этот изотоп является чужим для Земли, потому что у него нет другого способа добраться до нашей планеты, кроме как от сверхновой. Этот изотоп железа очень радиоактивен, и если бы он образовалось вместе с Землей, то давно бы исчез. Должно быть, на нашу обрушился дождь изотопа железа-60. На самом деле, в научных кругах идут споры о том, была ли рядом с нами только одна сверхновая или появление железа является результатом целой цепочки взрывов сверхновых. Я поддерживаю версию, комбинирующую эти две теории: был один взрыв сверхновой но необычайно мощный и близкий. Если вы посмотрите на то, как железо-60 распределено внутри Земли, то увидеть огромный всплеск именно 2.6 миллиона лет назад. Но если посмотреть дальше, то вплоть до времени 10 миллионов лет назад наблюдался недостаток изотопа”.

По мнению группы, другие доказательства существования именно нескольких сверхновых нужно искать в самой архитектуре локальной Вселенной.

”У нас в межзвёздной среде есть локальный пузырь, а мы находимся прямо на его краю. Это гигантский регион протяжённостью около трёхсот световых лет. Это в основном очень горячий газ с очень низкой плотностью — почти все газовые облака были выброшены из него. Лучший способ создать такой пузырь — посредством целой кучи сверхновых, которые от взрывов расширяют его всё больше и больше, и это, похоже, хорошо сочетается с идеей серии взрывов. А те расчёты, которые проводим, основаны на идее о том, что была лишь одна сверхновая, которая взорвалась, и её энергия пронеслась мимо Земли. Всё, конец. Но, благодаря местному космическому пузырю, космические лучи отскакивают могут отскакивать от его сторон, и они будут ещё от 10000 до 100000 лет проливаться дождём на Землю. Таким образом, мы легко можем себе представить целую серию таких событий, создающих всё больше и больше космических лучей, из-за чего космические лучи могут путешествовать ещё в течение миллионов лет”.

Независимо от того, была ли одна сверхновая или несколько, энергия сверхновой, которая распространяла изотопы железа-60 по всему окружающему пространству, также создала особо проникающие частицы, называемые мюонами, которые, осыпаясь Землю, могли вызвать рак и мутации, особенно у наиболее крупных животных.

«Мюон легче всего описать как очень тяжелый электрон, но мюон в пару сотен раз массивнее электрона. Они обладают очень большой проникающей способностью. Даже сейчас, когда вы читаете эти строки, через вас проходит много всевозможных частиц. Почти все они не приносят никакого вреда, но примерно пятая часть нашей дозы облучения приходится на мюоны. А когда до Земли дошла эта волна космических лучей, умножьте нынешнюю концентрацию этих мюонов на несколько сотен. Только небольшая их часть будет взаимодействовать каким-либо образом с живыми организмами, но когда их количество так велико и их энергия настолько высока, мы получим повышенные риски мутаций и рака. Это будут основные биологические эффекты. Мы подсчитали, что уровень заболеваемости раком вырастет примерно на 50 процентов для живых организмов, размером с человека. И чем больше будет организм, тем хуже будут последствия. Для слона или кита доза радиации будет ещё больше”.

Сверхновая, вспыхнувшая 2.6 миллиона лет назад, может быть связана с вымиранием морской мегафауны на границе плиоцена и плейстоцена. где. По оценкам, в тот период вымерли 36 процентов родов. Вымирание было сосредоточено в прибрежных водах, поскольку здесь более крупные организмы получали большую дозу радиации от мюонов.

По мнению авторов новой статьи, ущербное воздействие от мюонов может простираться на сотни метров в толщу океанских вод. На больших глубинах они становятся менее опасными. Мюоны с высокой энергией могут проникать глубже в океан, являясь более актуальным агентом биологического ущерба по мере увеличения глубины.

Действительно, самое большое и свирепое известное морское животное, обитающее в более мелких водах, возможно, было обречено на вымирание именно от радиации сверхновой.

”Одним из организмов, вымерших 2.6 миллиона лет назад, был мегалодон. Представьте себе большую белую акулу из фильма «Челюсти», но только размером с американский школьный автобус. Известно, что мегалодоны попросту исчезли примерно в то время. Мы можем предположить, что это как-то связано с мюонами. Как мы уже говорили выше — чем больше существо, тем больше оно получает радиационного облучения”.

Исследователи из Университета Канзаса говорят, что доказательство вспышки сверхновой, или их серии, является ещё одним недостающим кусочком головоломки, которая должна помочь нам прояснить возможные причины исчезновения животных границы плиоцена-плейстоцена.

“До сих пор ещё никто внятно не сформулировал объяснение исчезновения морской мегафауны. Наша теория может быть одним из этих объяснений”.

По информации Университета Канзаса.