Teadlased on aastaid uurinud, kuidas võiksid supernoovad mõjutada elu Maal. Supernoovad on äärmiselt võimsad sündmused ja sõltuvalt sellest, kui lähedal nad Maale asuvad, võivad neil olla tagajärjed ulatudes kataklüsmist kuni tagajärgedeni. Kuid nüüd väidavad uue paberi taga olevad teadlased, et neil on konkreetseid tõendeid, mis seovad ühe või mitu supernoovat 2,6 miljoni aasta taguse väljasuremisjuhtumiga.
Umbes 2,6 miljonit aastat tagasi plahvatas üks või mitu supernoovat Maast umbes 50 parselit ehk umbes 160 valgusaastat. Samal ajal toimus Maal ka väljasuremisüritus, mida kutsuti Pliocene mere megafauna väljasuremiseks. Kuni kolmandik maakera suurtest mereliikidest oli sellel ajal pühitud, enamik neist elas madalas rannikuvees.
“Seekord on teisiti. Meil on tõendeid läheduses olevate sündmuste kohta kindlal ajal. ” - dr Adrian Melott, Kansase ülikool.
Uus paber tõmbab seost supernoovade ja väljasuremise vahel ning viitab sellele, et süüdi olid osakesed, mida nimetatakse müonideks. Need tõendid ei ole ainult fossiilide registris, vaid umbes 2,6 miljonit aastat tagasi Maale ladestunud radioaktiivse rauakihi kihis, mida nimetatakse Raud 60. Need tõendid asuvad ka kosmoses, moodustades laieneva mulli. ühe või mitme supernoova poolt.
Ettekanne on pärit peaautorilt Adrian Melottilt, Kansase ülikooli füüsika ja astronoomia emeriitprofessorilt ja Brasiilias São Carlosel asuva Universidade Federal de kaasautorilt. Melott ütles pressiteates, et on juba 15 aastat uurinud mõju, mis supernoovad võiksid Maa peal olla. Kuid see paber on palju täpsem ja seob pliotseeni väljasuremise konkreetsete supernoovadega. “Seekord on teisiti. Meil on tõendeid läheduses olevate sündmuste kohta konkreetsel ajal, “ütles Melott. "Me teame, kui kaugel nad olid, nii et saame tegelikult arvutada, kuidas see oleks Maad mõjutanud, ja võrrelda seda sellega, mida me teame tollal juhtunust - see on palju täpsem."
Mida need eripärad meile ütlevad?
Kõigepealt räägime rauast, täpsemalt rauast 60. Raud 60 on rauaelemendi isotoop. Isotoop on lihtsalt aatom, mille tuumas on erinev arv neutroneid. Igal raual on sama arv prootoneid - 26 - ja võrdsel arvul elektrone, samuti 26. Kuid selle neutronite arv võib varieeruda. Suurem osa universumi rauast, ka siin Maal, on raud 56. Raud 56-l on stabiilne tuum, milles on 26 prootonit ja 30 neutronit. Raud 56 on stabiilne, mis tähendab, et see pole radioaktiivne ega lagune.
Kuid siin Maal on ka mõni Raud 60, mille ebastabiilne tuum sisaldab 26 prootonit ja 34 neutronit. See on radioaktiivne ja laguneb, muutudes lõpuks nikliks. Geoloogilises ülestähenduses on erinevatel aegadel Raud 60 jääki, umbes 2,6 miljoni aasta tagune suur teravik. Kuid siin on asi: iga raud 60, mis Maa moodustamisel oli osa Maast, oleks juba ammu nikli moodustunud. Sellest poleks jälgegi jäänud.
„Veel 1990ndate keskpaigas ütlesid inimesed:„ Kuule, otsige rauda-60. See on märgulamp, kuna Maale jõudmiseks pole muud võimalust, kui see on pärit supernoovast. ”” - Adrian Melott, Kansase ülikool.
Nii et kui seal on mingi rauakujuline teravik 2,6 miljonit aastat tagasi, pidi see tulema kuskilt. Ja et kuskil võiks olla ainult ruum. Ja kuna supernoovad on ainus asi, mis võib rauda 60 luua ja selle läbi kosmose laiali levitada, peab see olema pärit supernoovast.
Kuid raud 60 ei tapnud suuri mereloomi. Muidugi, see on radioaktiivne, kuid ei ole väljasuremise süüdlane. See on lihtsalt väljasuremisega samal ajal toimuva supernoova tõend.
On veel üks tõendusmaterjal, mis toetab „surma supernoova poolt” teooriat: kosmoses hiiglaslik mull.
Funktsiooni nimetatakse kohalikuks mulliks, tähtedevahelises keskkonnas õõnestatud õõnsuseks. Tähtedevaheline keskkond on aine ja kiirgus, mis eksisteerib tähesüsteemide vahelises ruumis galaktikas. Põhiliselt on tegemist gaasi, tolmu ja kosmiliste kiirtega ning see täidab päikesesüsteemide vahelise ruumi.
Kohalik mull on kuju, mille ühe või mitme supernoova abil on tähtedevahelisest keskkonnast välja õõnestatud. Meie päikesesüsteem on selle sees, nagu ka sellised tähed nagu Antares ja Beta Canis Majoris.
Pole ühtegi muud sündmust, mis oleks võinud kohaliku mulli õõnestada. Kui supernoova plahvatab, puhastab lööklaine gaasi ja tolmu oma piirkonnast, luues mulli. Mull ei ole täiesti tühi, sinna on jäänud väga kuuma ja väga madala tihedusega gaasi. Kuid suurem osa gaasipilvedest on kadunud.
"Meil on kohalik mull tähtedevahelises keskkonnas," ütles Melott. „Oleme täpselt selle äärel. See on umbes 300 valgusaasta pikkune hiiglaslik piirkond. See on põhimõtteliselt väga kuum, väga madala tihedusega gaas - peaaegu kõik gaasipilved on sellest välja pühitud. Parim viis sellise mulli valmistamiseks on terve hunnik supernoove, mis puhub seda suuremaks ja tundub, et see sobib hästi keti ideega. ”
Niisiis, kui tõendid, nii kohalik mull kui ka Raud 60, toetavad mitmete supernoovade esinemist, mis põhjustavad Pliocene mere megafauna väljasuremist, siis milline oli selle väljasuremise mehhanism? Raud 60 ei saa seda teha ega ka kosmoses mull. Mis juhtus?
Melott ja tema meeskond väidavad, et see kõik taandub alaaatomilistele osakestele, mida nimetatakse müoniteks.
"Muoni parim kirjeldus oleks väga raske elektron - kuid koon on paarsada korda massiivsem kui elektron." - Adrian Melott, Kanasase ülikooli juhtiv autor.
Kui supernoovad levitasid Maal Raud 60, polnud see ainus asi, mis kosmosest alla sadas. Seal olid ka mündid. Melott leiab, et koone saab kõige paremini nimetada raskete elektronideks. Ja kuigi me võtame kosmosest pidevalt koone, lähevad enamik neist ohutult otse läbi meie, ainult et veider suhtleb meiega ja moodustab osa kiirgusest, mida me pidevalt pommitame.
"Parim kirjeldus müonist oleks väga raske elektron - aga müon on paarsada korda massiivsem kui elektron," sõnas Melott. “Nad on väga tungivad. Isegi tavaliselt on neid palju meist läbi. Peaaegu kõik neist läbivad kahjutult, kuid umbes viiendik meie kiirgusdoosist tuleb müongide kaudu. ”
Kuid see muutus, kui supernoovad plahvatasid. Kuule oleks olnud sadu kordi rohkem kui tavalist taustanumbrit. Ja suuremate pindalaga loomade jaoks tähendab see palju suuremat kokkupuudet kiirgusega.
"Kuid kui see kosmiliste kiirte laine jõuab, korrutage need mündid mõnesajaga," ütles Melott. “Ainult väike osa neist on mingil viisil vastastikmõjus, kuid kui arv on nii suur ja nende energia on nii suur, tekivad teil suurenenud mutatsioonid ja vähk - need oleksid peamised bioloogilised mõjud. Meie hinnangul tõuseb vähktõbi umbes 50 protsenti inimese suuruse kasvu jaoks - ja mida suurem te olete, seda halvem see on. Elevandi või vaala puhul läheb kiirgusdoos suuremaks. ”
Niisiis põhjustasid kauged supernoovad Maad tabanud kuklite arvu massilise kasvu, suurendades vähki haigestumist, eriti suurte mereloomade puhul. Ja kuna sügavamal loom on vees, seda kaitsevam see on, oli suuremate mereloomade väljasuremine madalamas rannikuvees kõrvalsaadus.
Üks eriti suur ja kurikuulus mereloom suri Pliotseeni mere megafauna väljasuremise ajal välja: Megalodon, üks suurimaid ja võimsamaid röövloomi, kes kunagi Maa peal elanud.
Megalodon oli iidne hai, sama suur kui koolibuss, mis kustus 2,6 miljonit aastat tagasi. "Üks väljasuremist, mis juhtus 2,6 miljonit aastat tagasi, oli Megalodon," ütles Melott. „Kujutage ette lõuas suurt valget haid, mis oli tohutu - ja see oli Megalodon, kuid see oli umbes koolibussi suurune. Nad kadusid sel ajal lihtsalt ära. Niisiis, võime spekuleerida, et sellel võib olla kuunidega pistmist. Põhimõtteliselt, mida suurem olend, seda suurem oleks kiirguse kasv. ”
Nagu Melott tunnistab, toimub siin mõni spekulatsioon. Selle väljasuremiseks võib olla ka muid põhjuseid, sealhulgas ookeanide jahutamine jääaja tagajärjel. Ka meretase oleks jääaja jooksul langenud, mis tähendab, et liigid kaotasid head hoolduspiirkonnad.
Megalodon ei olnud ainus liik, kes sel ajal väljasurnud oli. 2017. aasta paberdokumendis dokumenteerisid teadlased teiste mere megafaunade, sealhulgas imetajate, merelindude ja kilpkonnade väljasuremist. Kuid kas üks või mitu supernoovat võisid selle kõik põhjustada?
Maa oli sel ajal kliimamuutuste perioodil, nii et on raske kummutada individuaalseid mõjusid, mis supernoovad ja kliimamuutused oleksid väljasuremisele avaldanud. Ja veel üks uuring soovitas teistsugust supernoova lüli Pliocene-Pleistocene väljasuremisele.
2002. aasta uurimuses vaatasid teadlased kohalikku mulli ja Maa rauda 60 ning järeldasid, et mõlemad olid väljasuremise tegur. Kuid nad pidasid teistsugust mehhanismi. Nad ütlesid, et supernoovad põhjustasid Maale ultraviolettvalguse kiire kasvu, tappes toiduahela aluses väikesed olendid ja see omakorda põhjustas suuremate mereliste megafaunade suremise.
Melotti ja tema meeskonna jaoks on supernoovade müoniteooria osa sellest. Kansase ülikooli teadlase sõnul on supernoova või nende seeria tõendid „järjekordne pusletükk“, et selgitada välja pliotseeni-pleistotseeni piiri väljasuremise võimalikud põhjused.
"Merekeskuse megafaunali väljasuremisele pole tegelikult ühtegi head seletust olnud," ütles Melott. “See võiks olla üks. See on see paradigmamuutus - me teame, et midagi juhtus ja siis, kui see juhtus, nii et esimest korda saame tõesti sisse kaevata ja asju kindlalt otsida. Nüüd saame tõesti kindlalt teada, millised oleksid kiirguse mõjud viisil, mis varem polnud võimalik. "
- Teaduslik raamat: Pliotseeni mere megafauna väljasuremine ja selle mõju funktsionaalsele mitmekesisusele.
- Pressiteade: teadlased kaaluvad, kas supernoovad tapsid Pleistotseeni koidikul suuri ookeaniloomi
- Teaduslik töö: Hüpotees: Muoni kiirgusdoosi ja mere megafaunali väljasuremine Pliotseeni supernoova lõpus
- Teaduslik raamat: TÄIENDAVAD SUPERNOVA LÄHENEMISVIISID
