Kada masivna zvezda eksplodira kao supernova, ona čini više od oslobađanja izuzetne količine energije.
Eksplozije supernove su odgovorne za stvaranje nekih od teških elemenata, uključujući gvožđe, koje se eksplozijom izbacuje u svemir.
Na Zemlji postoje dve akumulacije izotopa gvožđa Fe60 u sedimentima morskog dna koje naučnici prate unazad oko dva ili tri miliona godina i pre oko pet do šest miliona godina.
Eksplozije koje su stvorile gvožđe takođe su dozirale Zemlju kosmičkim zračenjem.
U novom istraživanju dostavljenom časopisu Astrophisical Journal Letters, naučnici ispituju koliko je energije stiglo do Zemlje od ovih eksplozija i kako je to zračenje moglo uticati na život na Zemlji.
Rad je naslovljen „Život u mehuru: Kako je obližnja supernova ostavila prolazne otiske na spektru kosmičkih zraka i neizbrisive otiske u životu.“ Glavni autor je Kejtlin Nodžiri sa UC Santa Kruz.
„Život na Zemlji stalno se razvija pod kontinuiranim izlaganjem jonizujućem zračenju i zemaljskog i kosmičkog porekla“, pišu autori.
Zemaljsko zračenje se polako smanjuje tokom milijardi godina. Ali ne kosmičko zračenje. Količina kosmičkog zračenja kojoj je Zemlja izložena varira kako se naš Sunčev sistem kreće kroz galaksiju.
„Aktivnost obližnje supernove (SN) ima potencijal da podigne nivoe radijacije na površini Zemlje za nekoliko redova magnitude, što se očekuje da će imati dubok uticaj na evoluciju života“, pišu oni.
Autori objašnjavaju da je akumulacija stara dva miliona godina direktno od eksplozije supernove, a starija od kada je Zemlja prošla kroz mehur.
Oblačić u naslovu studije potiče od određene vrste zvezda koja se zove OB zvezde. OB zvezde su masivne, vruće i kratkovečne zvezde koje se obično formiraju u grupama.
Ove zvezde emituju moćne izlivene vetrove koji stvaraju „mehuriće“ vrelog gasa u međuzvezdanom mediju. Naš Sunčev sistem je unutar jednog od ovih mehurića, nazvanog Lokalni mehur, koji je širok skoro 1.000 svetlosnih godina i nastao je pre nekoliko miliona godina.
Zemlja je ušla u Lokalni mehur pre oko pet ili šest miliona godina, što objašnjava stariju akumulaciju Fe60. Prema autorima, mlađa akumulacija Fe60 od pre dva ili tri miliona godina je direktno iz supernove.
„Verovatno je da vrh 60Fe na oko 2-3 miliona godina potiče od supernove koja se javlja u asocijaciji Gornji Centaurus Lupus u Scorpius Centaurus (~140 kom) ili udruženju Tucana Horologium (~70 kom). Dok je ~ 5-6 Mirov vrh se verovatno pripisuje ulasku Sunčevog sistema u mehur“, pišu autori.
Lokalni mehur nije mirno mesto. Bilo je potrebno više supernova da bi se stvorio. Autori pišu da je bilo potrebno 15 SN eksplozija u poslednjih 15 miliona godina da bi se stvorio LB.
„Iz rekonstrukcije istorije LB znamo da je najmanje 9 SN eksplodiralo tokom proteklih 6 godina“, pišu oni.
Istraživači su uzeli sve podatke i izračunali količinu zračenja iz višestrukih SNe u LB.
„Nije jasno kakvi bi bili biološki efekti takvih doza zračenja“, pišu oni, ali se raspravlja o nekim mogućnostima.
Doza zračenja je možda bila dovoljno jaka da stvori dvolančane prekide u DNK. Ovo je teško oštećenje i može dovesti do hromozomskih promena, pa čak i smrti ćelije. Ali postoje i drugi efekti u smislu razvoja života na Zemlji.
„Dvolančani prekidi u DNK potencijalno mogu dovesti do mutacija i skoka u diversifikaciji vrsta“, pišu istraživači. Rad iz 2024. godine pokazao je da se „stopa diverzifikacije virusa u afričkom jezeru Tanganjika ubrzala pre 2-3 miliona godina“. Da li bi ovo moglo biti povezano sa SN zračenjem?
„Bilo bi privlačno bolje razumeti da li se to može pripisati povećanju doze kosmičkog zračenja za koje predviđamo da se dogodilo tokom tog perioda“, zadirkuju autori.
SN zračenje nije bilo dovoljno snažno da izazove izumiranje. Ali mogao je biti dovoljno moćan da izazove više mutacija, što bi moglo dovesti do veće diversifikacije vrsta.
Radijacija je uvek deo životne sredine. Ona raste i opada kako se događaji odvijaju i dok se Zemlja kreće kroz galaksiju. Nekako, to mora da bude deo jednačine koja je stvorila raznolikost života na našoj planeti.
„Izvesno je, dakle, da je kosmičko zračenje ključni faktor životne sredine kada se procenjuje održivost i evolucija života na Zemlji, a ključno pitanje se odnosi na prag da zračenje bude povoljan ili štetan pokretač kada se razmatra evolucija vrsta, “, pišu autori u svom zaključku.
Nažalost, ne razumemo tačno kako zračenje utiče na biologiju, koji pragovi mogu biti postavljeni i kako se mogu promeniti tokom vremena.
„Tačan prag se može utvrditi samo uz jasno razumevanje bioloških efekata kosmičkog zračenja (posebno miona koji dominiraju na nivou zemlje), što ostaje veoma neistraženo“, pišu Nojiri i njeni koautori.
Studija pokazuje da, bez obzira da li to možemo da vidimo u svakodnevnom životu ili ne, ili čak i da li smo toga svesni ili ne, naše svemirsko okruženje ima moćnu silu na život Zemlje. SN zračenje je moglo da utiče na stopu mutacije u kritičnim vremenima tokom istorije Zemlje, pomažući u oblikovanju evolucije.
Bez eksplozija supernove, život na Zemlji mogao bi izgledati sasvim drugačije. Mnoge stvari su morale da prođu kako treba da bismo bili ovde. Možda su u dalekoj prošlosti eksplozije supernova igrale ulogu u evolucionom lancu koji vodi do nas.
