Исследование: сверхновые стали причиной двух массовых вымираний на Земле

Согласно новому исследованию, два из пяти подтвержденных массовых вымираний на Земле могли быть вызваны вспышками сверхновых звезд, которые нанесли колоссальный урон озоновому слою нашей планеты.

Аналогичные гипотезы выдвигались и ранее, но новая работа предоставляет более строгие доказательства ее достоверности.

Загадка древних катастроф

В истории Земли было как минимум пять крупных массовых вымираний. Последнее из них, произошедшее около 66 миллионов лет назад, уничтожило примерно 75% всех видов на планете, включая нелетающих динозавров, морских рептилий, аммонитов и множество других групп животных. Это единственное массовое вымирание, для которого найдено убедительное физическое доказательство причины — кратер Чикшулуб в Мексике, образовавшийся от удара небесного тела диаметром около 10-15 километров.

Остальные четыре нуждаются в альтернативных объяснениях. Особенно загадочными остаются позднедевонское вымирание (372 миллиона лет назад) и позднеордовикское (445 миллионов лет назад).

Наиболее широко принятое объяснение этих вымираний — их совпадение с периодами глобального оледенения. Одним из потенциальных триггеров оледенения могло стать резкое истощение озонового слоя, которое, в свою очередь, могло быть вызвано вспышкой сверхновой на относительно небольшом расстоянии от Земли.

Новое исследование дает основания серьезно рассматривать эту версию. Ученые провели перепись звезд O и B-типа в пределах килопарсека (3 260 световых лет) от Солнца, обнаружив почти 25 000 таких звезд.

Частота космических катастроф

Экстраполируя данные на весь Млечный Путь, ученые получили оценку в 0,4-0,5 вспышек сверхновых в столетие.

«Эти показатели немного ниже предыдущих оценок, что мы объясняем улучшениями в нашей переписи OB-звезд и изменениями в эволюционных моделях», — пишут исследователи.

Остаток сверхновой RCW 103 c нейтронной звездой 1E 161348-5055 в центре, наблюдаемый космической обсерваторией NASA «Чандра» / © NASA

Это также объясняет, почему мы не наблюдали сверхновых в нашей галактике с момента изобретения телескопа более 400 лет назад — астрономы долгое время считали это поразительным космическим совпадением или просто невероятной неудачей для науки, если учитывать предыдущие более высокие оценки.

«Мы рассчитали частоту сверхновых вблизи Земли и обнаружили, что результаты согласуются с частотой массовых вымираний на нашей планете», — заявил доктор Ник Райт из Кильского университета.

Определив условную «зону опасности» как сферу радиусом 65 световых лет вокруг Земли (в пределах которой вспышка сверхновой может оказать катастрофическое воздействие на биосферу), исследователи оценили частоту таких угрожающих жизни событий примерно в одно происшествие каждые 400 миллионов лет.

Механизм разрушения

Гамма- и рентгеновские лучи от сверхновой, вероятно, уничтожили бы озоновый слой Земли, если бы взрыв произошел достаточно близко. Это уничтожило бы множество организмов в основании пищевой цепи — планктон в океанах и растения на суше — вызвав глобальную волну голода. Выжившие виды страдали бы от повышенного уровня мутаций и раковых заболеваний под воздействием интенсивного УФ-излучения. Более того, интенсивный поток космических лучей, следующий за звездным взрывом, мог продолжать атаковать планету десятки тысяч лет, существенно замедляя восстановление биосферы.

Связь с оледенением менее очевидна, но требует внимания. Дело в том, что озон по-разному влияет на температуру планеты в зависимости от того, на какой высоте он находится: в нижних слоях атмосферы он способствует парниковому эффекту и нагреву, а в верхних — наоборот, отражает часть солнечного излучения. При разрушении озонового слоя этот тонкий баланс был бы нарушен, что могло запустить цепь атмосферных изменений, приведших к глобальному похолоданию и ледниковому периоду.

Ученые не обнаружили нейтронных звезд или черных дыр — объектов, остающихся после вспышек сверхновых — на расстоянии, достаточно близком к Земле, чтобы считать их виновниками древних катастроф. Однако это не опровергает гипотезу. Звезды в Млечном Пути движутся по различным орбитам вокруг галактического центра, и остатки сверхновой, взорвавшейся вблизи Земли сотни миллионов лет назад, сегодня могут находиться на расстоянии нескольких тысяч световых лет от нас. За такой огромный промежуток времени космический убийца просто «ушел со сцены преступления».

Исследование было принято к публикации в Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, препринт доступен на arXiv.org.

Источник

Еще по теме:

Квантовый компьютер сгенерировал конец света

• Ключевые слова: сверхнов,