|
Близкая сверхновая звезда повлияла на жизнь на Земле
|
|
|
|
Когда массивная звезда взрывается в виде сверхновой, она не просто высвобождает огромное количество энергии. Взрывы сверхновых ответственны за образование некоторых тяжелых элементов, включая железо, которое при взрыве выбрасывается в космос.
|
|
|
|
На Земле в отложениях на морском дне обнаружены два скопления изотопа железа 60Fe, которые ученые обнаружили примерно 2-3 миллиона лет назад и примерно 5-6 миллионов лет назад. Взрывы, в результате которых образовалось железо, также подвергли Землю воздействию космической радиации.
|
|
|
|
В новом исследовании, опубликованном в журнале Astrophysical Journal Letters, ученые исследуют, сколько энергии достигло Земли в результате этих взрывов и как это излучение могло повлиять на жизнь на Земле.
|
|
|
|
Статья называется "Жизнь в пузыре: как близкая сверхновая оставила эфемерные следы в спектре космических лучей и неизгладимые отпечатки на жизни" и доступна на сервере препринтов arXiv. Ведущим автором является Кейтлин Ноджири из Калифорнийского университета в Санта-Крузе.
|
|
|
|
"Жизнь на Земле постоянно развивается под воздействием ионизирующего излучения как земного, так и космического происхождения", - пишут авторы. Земная радиация медленно снижается на протяжении миллиардов лет. Но не космическая радиация. Количество космической радиации, которой подвергается Земля, меняется по мере того, как наша солнечная система движется по галактике.
|
|
|
"Активность близлежащих сверхновых (SN) потенциально может повысить уровень радиации на поверхности Земли на несколько порядков, что, как ожидается, окажет глубокое влияние на эволюцию жизни", - пишут они.
|
|
|
|
Авторы объясняют, что скопление, возраст которого составляет 2 миллиона лет, образовалось непосредственно в результате взрыва сверхновой, а более древнее скопление образовалось, когда Земля проходила через пузырь.
|
|
|
|
Пузырь в названии исследования происходит от особого типа звезд, называемых OB-звездами. OB-звезды - это массивные, горячие и недолговечные звезды, которые обычно формируются группами. Эти звезды испускают мощные ветры, которые создают "пузыри" горячего газа в межзвездной среде.
|
|
|
|
Наша солнечная система находится внутри одного из таких пузырей, называемого Местным пузырем, который имеет ширину почти 1000 световых лет и был создан несколько миллионов лет назад.
|
|
|
|
Земля вошла в Локальный пузырь около 5 или 6 миллионов лет назад, что объясняет более древнее скопление 60Fe. По мнению авторов, более молодое скопление 60Fe, образовавшееся два или 3 миллиона лет назад, образовалось непосредственно в результате взрыва сверхновой.
|
|
|
|
"Вполне вероятно, что пик 60Fe, наблюдаемый примерно 2-3 млн лет назад, произошел от вспышки сверхновой в ассоциации волчанки Верхнего Центавра в созвездии Скорпиона Центавра (~140 ПК) или в ассоциации часовщиков Туканы (~70 ПК). Принимая во внимание, что пик в ~ 5-6 миллионов лет, вероятно, связан со входом солнечной системы в пузырь", - пишут авторы.
|
|
|
|
Местный пузырь - это не тихое место. Для его создания потребовалось несколько вспышек сверхновых. Авторы пишут, что для создания LB потребовалось 15 взрывов сверхновой за последние 15 миллионов лет. "Из реконструкции истории LB мы знаем, что за последние 6 лет взорвалось по меньшей мере девять SN", - пишут они.
|
|
|
|
Исследователи собрали все данные и рассчитали количество радиации от нескольких SNE в LB. "Неясно, каковы будут биологические эффекты таких доз облучения", - пишут они, но они обсуждают некоторые возможности.
|
|
|
|
Доза облучения, возможно, была достаточно высокой, чтобы вызвать двухцепочечные разрывы в ДНК. Это серьезное повреждение, которое может привести к хромосомным изменениям и даже гибели клеток. Но есть и другие последствия с точки зрения развития жизни на Земле.
|
|
|
|
"Двухцепочечные разрывы в ДНК потенциально могут привести к мутациям и резкому увеличению разнообразия видов", - пишут исследователи. В статье, опубликованной в 2024 году, показано, что "темпы диверсификации вирусов в африканском озере Танганьика ускорились 2-3 млн лет назад". Может ли это быть связано с радиацией SN?
|
|
|
|
"Было бы интересно лучше понять, можно ли это объяснить увеличением дозы космического излучения, которое, по нашим прогнозам, произойдет в течение этого периода", - дразнят авторы.
|
|
|
|
Излучение SN было недостаточно мощным, чтобы вызвать вымирание. Но оно могло быть достаточно мощным, чтобы вызвать новые мутации, которые могли бы привести к еще большему разнообразию видов.
|
|
|
|
Радиация всегда является частью окружающей среды. Она повышается и снижается по мере развития событий и по мере того, как Земля движется по галактике. Каким-то образом это должно быть частью уравнения, создавшего разнообразие жизни на нашей планете.
|
|
|
|
"Таким образом, несомненно, что космическая радиация является ключевым фактором окружающей среды при оценке жизнеспособности и эволюции жизни на Земле, и ключевой вопрос касается порога благоприятного или вредного воздействия радиации при рассмотрении эволюции видов", - пишут авторы в своем заключении.
|
|
|
|
К сожалению, мы не до конца понимаем, как именно радиация влияет на биологию, какие пороговые значения могут быть установлены и как они могут меняться с течением времени. "Точный порог может быть установлен только при четком понимании биологических эффектов космического излучения (особенно мюонов, которые доминируют на уровне земли), которые остаются в значительной степени неизученными", - пишут Ноджири и ее соавторы.
|
|
|
|
Исследование показывает, что, независимо от того, видим мы это в повседневной жизни или нет, или даже осознаем мы это или нет, наша космическая среда оказывает мощное воздействие на жизнь на Земле. Радиация SN могла влиять на частоту мутаций в критические моменты истории Земли, помогая формировать эволюцию.
|
|
|
|
Без взрывов сверхновых звезд жизнь на Земле могла бы выглядеть совсем по-другому. Многое должно было сложиться именно так, чтобы мы оказались здесь. Возможно, в далеком прошлом взрывы сверхновых сыграли определенную роль в эволюционной цепочке, которая привела к появлению нас.
|
|
|
|
Источник
|
