Несмотря на то, что Земля плывет в пустоте, она не находится в вакууме. Планета постоянно бомбардируется всякими штуками из космоса, включая ежедневный поток микрометеоритов и поток радиации Солнца и более далеких звезд. Иногда вещи из космоса могут калечить или убивать нас — вспомните тот гигантский астероид, который уничтожил динозавров. Чаще звездные пылинки падают на Землю и Луну, а затем мирно оседая, оставаясь погребенными до тех пор, пока ученые их не раскопают.

Вспышка сверхновой неподалеку могла уничтожить крупных животных миллионы лет назад

Сверхновая звезда уничтожает виды?

Если темная материя существует, она, скорее всего, относится к последней категории. Если гипотетические слабо взаимодействующие массивные частицы (вимпы) реальны, их столкновения с обычным веществом может оставлять следы в окаменелостях в глубинах земных пород. Ранее мы уже писали о том, что группа физиков предложила именно такой способ поиска темной материи.

Но поиск космического мусора на Земле имеет длинную историю. Другие ученые продемонстрировали, что можно найти ископаемые окаменелости астрофизических частиц в земной коре. Некоторые исследователи размышляют о том, как эти космические события влияют на Землю — ведь они могли изменить ход эволюции. Новое исследование предполагает, что энергетические частицы взрывающейся звезды, возможно, способствовали вымиранию многих представителей мегафауны, включая доисторического монстра — акулы мегалодона, которая вымерла примерно в то же время.

«Интереснейшее совпадение», говорит Адриан Мелотт, астрофизик из Университета Канзаса и автор новой работы.

Когда звезда умирает, ее кишки разлетаются по космосу. Среди этих звездных остатков имеются изотопы, или варианты, таких элементов, как железо. Один из таких изотопов, железо-60, редко встречается на Земле, но в изобилии присутствует в сверхновых. В 2016 и 2017 годах астрофизики обнаружили железо-60 на морском дне Земли и на Луне, и приписали его происхождение двум древним сверхновым в галактических окрестностях Земли. По словам ученых, одно событие произошло примерно 2,6 миллиона лет назад, а другое — от 6,5 до 8,7 миллиона лет назад.

«Многие вещи не оставили бы определенного осадка», говорит Мелотт. Но железо-60 оставляет. «Это прямой намек на происшествие».

Вооружившись таким намеком, Мелотт обратился к вопросу, над которым ученые размышляли с 1950-х годов как минимум: как эти сверхновые могли повлиять на Землю и на жизнь здесь? В своей новой статье он описывает, как сверхновая может производить поток субатомных частиц — мюонов — которые могут повреждать ДНК, приводя к широко распространенным мутациям организмов и даже к исчезновению видов.

Мюоны это своего рода сверхтяжелые электроны. Они могут проплывать через атмосферу Земли еще легче, чем протоны и электроны. «Они падают на землю, попадают по вам, некоторые из них будут взаимодействовать с вами и повредят вашу ДНК», говорит Мелотт. «Они находятся в прекрасном положении, чтобы влиять на наземную жизнь».

Мелотт предположил, что сверхновая около 2,6 миллиона лет назад могла увеличить поток мюонов, протекающих через атмосферу, в несколько сотен раз. Вместе с коллегами он подсчитал, что заболеваемость раком могла увеличиться на 50% для животных размером с человека. Мелотт говорит, что для мамонта или мегалодона — который размером с школьный автобус — доза облучения могла быть еще хуже.

Идея о том, что сверхновые могут влиять на жизнь на Земле, не является чем-то новым. Палеонтолог Отто Шиндевольф еще в 1950-х годах предположил, что сверхновые могли вызывать мутации у крупных животных. Но его теория не снискала популярности. В 1968 гду астрономы К.Д. Терри и У.Х. Такер предположили, что массовые вымирания могли быть вызваны взрывами звезд неподалеку, и с тех пор к этой теории несколько раз обращались.

Тем не менее, большинство теорий ставят причинами вымираний изменения климата, а не прямые мутации. Взрывы сверхновых могут уничтожить озоновый слой Земли, что может нанести ущерб морскому планктону и коралловым рифам. Сверхновые также могут генерировать избыток космических лучей, которые могут приводить к образованию облаков, а они, в свою очередь, к «зиме космических лучей», считает Хенрик Свенсмарк из Технического университета Дании.

Работа Свенсмарка показывает, что геологические данные Земли в некоторых случаях совпадают с ожидаемым потоком космических лучей, связанных со сверхновой. А в работе 1995 года физики Джон Эллис и Дэвид Шрамм пришли к выводу, что катастрофические сверхновые можно ожидать каждые несколько сотен миллионов лет в соответствии с темпами массового вымирания.

Что касается гипотезы Мелотта о том, что одиночная сверхновая 2,6 миллиона лет назад привела непосредственно к исчезновению видов, он приводит несколько доказательств. На границе плиоцена и плейстоцена 2,6 миллиона лет назад вымерло порядка 36% морских видов, в основном в прибрежных водах. Более крупные животные должны были поймать более высокую дозу мюонов в тех регионах.

Но в отличие от железа-60 и вимпов, мюоны практически не оставляют следов в окаменелостях, что делает прямую связь между мюонами и вымираниями практически невозможной для доказательства. «Эти мюоны не оставили бы никаких следов», говорит Мелотт.

Даже если ливни мюонов и железа-60 от умирающих звезд нельзя напрямую связать с вымираниями, их наличие демонстрирует глубокую истину: Земля, а также все, что на ней, тоже является частью Вселенной. Звезды могут хранить ответы на загадки нашей судьбы.

По материалам hi-news