Вспышка древней сверхновой едва не истребила предков людей

Группа учёных из Европы, США и России проанализировала следы присутствия на планете редкого изотопа железа-60 и пришла к выводу, что они указывают на активную роль близких взрывов сверхновых на развитие жизни на Земле в последние миллионы лет. Помимо роста числа мутаций и раковых заболеваний среди наземных организмов, эти вспышки могли вызвать и изменения глобального климата. Соответствующая работа направлена на публикацию в The Astrophysical Journal, а с ее препринтом можно ознакомиться на сайте Корнелльского университета.

Авторы работы опираются на ранее обнаруженные другими научными группами следы изотопов железа-60. Поскольку период его полураспада всего лишь 2,6 миллиона лет, он не может быть следом слишком древних событий. Имеющиеся количества этого вещества на поверхности Земли указывают, что примерно 1,6-3,2 миллиона лет назад в истории планеты случилось нечто, приведшее к изобильному появлению данного изотопа. Научное сообщество довольно давно пришло к согласию в вопросе о том, что породило этот всплеск - близкий взрыв сверхновой. Во время вспышки сверхновой звезды порождается огромное количество космических лучей высоких энергий, проникающих через гелиосферу, защищающую Землю. При попадании в ядра атомов стабильных изотопов железа они превращает его в железо-60.

Исследователи решили построить модель того, как сверхновая может стимулировать этот процесс. С помощью расчетов они задались целью определить, насколько далеко от нашей планеты в указанный период могла произойти вспышка сверхновой. Как оказалось, это было довольно далекое событие. Об этом свидетельствует тот факт, что по данным палеонтологов в ту эпоху на планете не было массовой гибели видов. А согласно моделированию, любой взрыв ближе 26 световых лет гарантированно привел бы к массовому вымиранию на Земле.

В то же время, взрывы дальше нескольких сот световых лет были бы слишком слабыми, чтобы породить вышеупомянутые всплески образования железа-60. По оценкам исследователей, сверхновая взорвалась примерно в 320-330 световых годах от нас. Это означает, что земной биосфере дважды очень повезло, опасность в прямом смысле прошла рядом.

Однако жизнь на планете всё равно подверглась испытаниям. Фоновый уровень радиации на планете на тысячи лет мог вырасти до уровня втрое выше обычного. На протяжении того же времени космические лучи высоких энергий должны были проникать в атмосферу и ионизировать часть ее молекул. В итоге в стратосфере образовывались окислы азота, уничтожающие озон. Его содержание должно было существенно снизиться, увеличивая количество ультрафиолета, достигающего поверхности планеты. УФ-лучи даже в довольно умеренных дозах  могут иметь канцерогенный эффект. Ученые полагают, что в ту пору возрос не только базовый темп мутаций наземных существ, но и частота раковых заболеваний среди них.

Не вполне ясным является вопрос о влиянии катастрофических событий такого рода на климат. Группы Свенсмарка и Мироновой ранее выдвигали предположения, что галактические лучи в значительных количествах способны усилить формирование облаков. Последние с одной стороны мешают планете терять тепло, с другой – отражают часть солнечного света. Достоверно определить, каким был общий итог для глобального климата на данном этапе не представляется возможным.

Следует отметить, что вспышки сверхновых на удалении до 300 световых лет в принципе должны быть достаточно регулярным для Земли явлением. Случись нечто подобное сегодня, тройной рост фоновой радиации и умеренное истощение озонового слоя привели бы к существенному росту смертности от рака и ряду других проблем.

В случае более близкого взрыва (пока ближе 26 световых лет кандидатов в сверхновые нет) негативные последствия могут быть существенно тяжелее описанных выше. Ряд других работ ранее предполагал, что в таком случае возможна быстрая и почти полная потеря значительной части озонового слоя. В теории все это может вызвать массовую гибель высших растений и падение темпов фотосинтеза и выработки кислорода по всему миру, не говоря уже о снижении урожаев. Ряд астрономов в связи с этим полагает, что в центре нашей Галактики, где звезды расположены плотнее и близкие вспышки сверхновых являются обычным делом, устойчивое развитие высших животных и разумных видов практически невозможно.