Eksploderende stjerner kan have forårsaget masseuddøen på Jorden, viser undersøgelse

Forestil dig at læse i lyset af en eksploderet stjerne, lysere end en fuldmåne - det kunne være sjovt at tænke på, men denne scene er optakten til en katastrofe, når strålingen ødelægger livet, som vi kender det. Dræbende kosmiske stråler fra nærliggende supernovaer kan være synderen bag mindst én masseudryddelsesbegivenhed, forskere sagde, og at finde visse radioaktive isotoper i Jordens stenrekord kunne bekræfte dette scenarie.

En ny undersøgelse ledet af University of Illinois, Urbana-Champaign astronomi- og fysikprofessor Brian Fields udforsker muligheden for, at astronomiske begivenheder var ansvarlige for en udryddelsesbegivenhed for 359 millioner år siden, på grænsen mellem devon- og karbonperioden.

Bladet er udgivet i Proceedings of the National Academy of Sciences .

Holdet koncentrerede sig om grænsen mellem Devon og Carbon, fordi disse klipper indeholder hundredtusindvis af generationer af plantesporer, der ser ud til at være solbrændt af ultraviolet lys - bevis på en langvarig ozonnedbrydningshændelse.

"Jordbaserede katastrofer såsom vulkanisme i stor skala og global opvarmning kan ødelægge ozonlaget, også, men beviser for disse er usikre for det pågældende tidsinterval, " sagde Fields. "I stedet, vi foreslår, at en eller flere supernovaeksplosioner, omkring 65 lysår væk fra Jorden, kunne have været ansvarlig for det langvarige tab af ozon."

"For at sætte dette i perspektiv, en af ​​de nærmeste supernovatrusler i dag er fra stjernen Betelgeuse, som er over 600 lysår væk og langt uden for dræbningsafstanden på 25 lysår, " sagde kandidatstuderende og studiemedforfatter Adrienne Ertel.

Holdet udforskede andre astrofysiske årsager til ozonnedbrydning, såsom meteoritnedslag, soludbrud og gammastråleudbrud. "Men disse begivenheder slutter hurtigt og vil sandsynligvis ikke forårsage den langvarige ozonnedbrydning, der skete i slutningen af ​​Devon-perioden, " sagde kandidatstuderende og studiemedforfatter Jesse Miller.

En supernova, på den anden side, leverer et-to-slag, sagde forskerne. Eksplosionen bader straks Jorden med skadelig UV, Røntgenstråler og gammastråler. Senere, eksplosionen af ​​supernovaaffald slår ind i solsystemet, udsætter planeten for langvarig bestråling fra kosmiske stråler accelereret af supernovaen. Skaderne på Jorden og dens ozonlag kan vare i op til 100, 000 år.

Imidlertid, fossile beviser indikerer en 300, 000-årigt fald i biodiversiteten førte til masseudryddelsen af ​​devon-karbon, antyder muligheden for flere katastrofer, måske endda flere supernovaeksplosioner. "Det er fuldt ud muligt, " sagde Miller. "Massive stjerner forekommer normalt i klynger med andre massive stjerner, og andre supernovaer vil sandsynligvis forekomme kort efter den første eksplosion."

Holdet sagde, at nøglen til at bevise, at en supernova fandt sted, ville være at finde de radioaktive isotoper plutonium-244 og samarium-146 i klipperne og fossilerne aflejret på tidspunktet for udryddelse. "Ingen af ​​disse isotoper forekommer naturligt på Jorden i dag, og den eneste måde de kan komme hertil er via kosmiske eksplosioner, " sagde bachelorstuderende og medforfatter Zhenghai Liu.

De radioaktive arter født i supernovaen er som grønne bananer, sagde Fields. "Når du ser grønne bananer i Illinois, du ved de er friske, og du ved, at de ikke voksede her. Som bananer, Pu-244 og Sm-146 henfalder over tid. Så hvis vi finder disse radioisotoper på Jorden i dag, vi ved, at de er friske og ikke herfra - de grønne bananer i isotopverdenen - og dermed de rygende våben fra en nærliggende supernova."

Forskere har endnu ikke søgt efter Pu-244 eller Sm-146 i klipper fra grænsen mellem Devon og Carbon. Fields' team sagde, at deres undersøgelse sigter mod at definere mønstrene af beviser i den geologiske optegnelse, der peger på supernovaeksplosioner.

"Det overordnede budskab i vores undersøgelse er, at liv på Jorden ikke eksisterer isoleret, " sagde Fields. "Vi er borgere i et større kosmos, og kosmos griber ind i vores liv - ofte umærkeligt, men nogle gange voldsomt."