Supernowe dostarczyły materiały radioaktywne na Ziemię

Wizja artystyczna supernowej. Źródło: Greg Stewart, SLAC National Accelerator Lab

Międzynarodowy zespół naukowców odkrył dowody na serię masywnych eksplozji supernowych w pobliżu Układu Słonecznego, który doprowadził do obfitych deszczów promieniowania radioaktywnego na Ziemi.

Naukowcy odkryli radioaktywne żelazo-60 w osadach i próbkach skorupy ziemskiej pobranych z Oceanu Spokojnego, Atlantyckiego i Indyjskiego.

Żelazo-60 odnaleziono w okresie między 3.2 a 1.7 milionów lat temu, czyli całkiem niedawno w skali astronomicznej, mówi kierownik badań dr Anton Wallner z Australian National University (ANU).

“Zaskoczeniem dla nas był fakt, że ślady radioaktywne wyraźnie rozłożone były na przestrzeni 1.5 mln lat,” mówi dr Wallner, fizyk jądrowy z ANU Research School of Physics and Engineering. “To wskazuje na to, że musiało dojść do serii supernowych, jedna po drugiej.”

“Interesujący jest również fakt, że odpowiada to okresowi, w którym Ziemia się ochłodziła i nastąpiło przejście z pliocenu do plejstocenu.”

Zespół naukowców z Australii, University of Vienna w Austrii, Hebrew University w Izraelu, Shimizo Corp. oraz University of Tokyo, Nihon University oraz University of Tsukuba w Japonii, Senckenberg Collections of Natural History Dresden oraz Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) w Niemczech, odkrył ponadto ślady żelaza-60 ze starszej supernowej osiem milionów lat temu, okresu globalnych zmian roślinności w późnym miocenie.

Niektóre teorie wskazują, że promienie kosmiczne z supernowych mogły spowodować zwiększenie pokrywy chmur w atmosferze.

Supernowa to masywna eksplozja gwiazdy, w której skończyło się paliwo do podtrzymywania procesów jądrowych.

Zdjęcie supernowej Cassiopeia A wykonane za pomocą teleskopów Hubble, Sptizer i obserwatorium Chandra. Źródło: NASA/JPL-Caltech

Naukowcy uważają, że supernowe w tym wypadku znajdowały się nie dalej niz 300 lat świetlnych od Ziemi, wystarczająco blisko, aby były widoczne z Ziemi w ciągu dnia i o jasności porównywalnej do Księżyca.

Chociaż Ziemia była wtedy wystawiona na intensywniejsze bombardowanie promieniami kosmicznymi, to jednak promieniowanie było zbyt słabe, aby spowodować szkody biologiczne i spowodować masowe wymieranie.

W eksplozjach supernowych powstaje wiele ciężkich pierwiastków i radioaktywnych izotopów, które rozrzucane są po przestrzeni międzygwiezdnej.

Jednym z tych izotopów jest żelazo-60, które ulega rozpadowi w okresie połowicznego rozpadu wynoszącym 2.6 mln lat, w przeciwieństwie do stabilnego kuzyna – żelaza-56. Jakiekolwiek żelazo-60 z czasów gdy powstawała Ziemia ponad 4 miliardy lat temu, już dawno zniknęło.

Atomy żelaza-60 dotarły do Ziemi w naprawdę niewielkich ilościach, dlatego też zespół musiał wykorzystać ekstremalnie czułe techniki do zidentyfikowania atomów żelaza międzygwiezdnego.

Anton Wallner, Źródło: Stuart Hay

Dra Wallnera zaintrygowały pierwsze odkrycia żelaza-60 w próbkach pobranych z dna Oceanu Spokojnego ponad dziesięć lat temu przez grupę naukowców z TU w Monachium. Dlatego też stworzył międzynarodowy zespół naukowców, aby wspólnie z nimi poszukać międzygwiezdnego pyłu w 120 próbkach z dna oceanicznego, powstałych w ostatnich 11 milionach lat.

Możliwym źródłem supernowych mogła być starzejąca się gromada gwiazd, która od tego czasu odsunęła się od Ziemi – wskazują prace opublikowane przez naukowców z TU Berlin w równolegle opublikowanym artykule. Owa gromada charakteryzuje się brakiem dużych gwiazd, co oznacza, że mogły już one eksplodować jako supernowe.

Źródło: phys.org