Forestil dig at læse i lyset af en eksploderet stjerne, lysere end en fuldmåne - det kunne være sjovt at tænke på, men denne scene er optakten til en katastrofe, når strålingen ødelægger livet, som vi kender det. Dræbende kosmiske stråler fra nærliggende supernovaer kan være synderen bag mindst én masseudryddelsesbegivenhed, sagde forskere, og at finde visse radioaktive isotoper i Jordens stenrekord kunne bekræfte dette scenarie.
En ny undersøgelse ledet af University of Illinois, Urbana-Champaign, professor i astronomi og fysik, Brian Fields, undersøger muligheden for, at astronomiske begivenheder var ansvarlige for en udryddelsesbegivenhed for 359 millioner år siden, på grænsen mellem devon- og karbonperioderne.
Oplægget er offentliggjort i Proceedings of the National Academy of Sciences.
Teamet koncentrerede sig om grænsen mellem Devon og Carbon, fordi disse klipper indeholder hundredtusindvis af generationer af plantesporer, der ser ud til at være solbrændt af ultraviolet lys - bevis på en langvarig hændelse for ozonnedbrydning.
"Jord-baserede katastrofer såsom vulkanisme i stor skala og global opvarmning kan også ødelægge ozonlaget, men beviser for dem er ikke entydige for det pågældende tidsinterval," sagde Fields. "I stedet foreslår vi, at en eller flere supernovaeksplosioner, omkring 65 lysår væk fra Jorden, kunne have været skyld i det langvarige tab af ozon."
"For at sætte dette i perspektiv, er en af de nærmeste supernovatrusler i dag fra stjernen Betelgeuse, som er over 600 lysår væk og langt uden for dræbningsafstanden på 25 lysår," sagde kandidatstuderende. og studie medforfatter Adrienne Ertel.
Holdet udforskede andre astrofysiske årsager til ozonnedbrydning, såsom meteoritnedslag, soludbrud og gammastråleudbrud. "Men disse begivenheder slutter hurtigt og vil sandsynligvis ikke forårsage den langvarige ozonnedbrydning, der skete i slutningen af den devonske periode," sagde kandidatstuderende og studiemedforfatter Jesse Miller.
En supernova, på den anden side, leverer et en-to slag, sagde forskerne. Eksplosionen bader straks Jorden med skadelige UV-, røntgen- og gammastråler. Senere brager eksplosionen af supernovaaffald ind i solsystemet og udsætter planeten for langvarig bestråling fra kosmiske stråler accelereret af supernovaen. Skaderne på Jorden og dens ozonlag kan vare i op til 100.000 år.
Men fossile beviser indikerer et 300.000-årigt fald i biodiversiteten, der fører op til masseudryddelsen af devon-karbon, hvilket tyder på muligheden for flere katastrofer, måske endda flere supernovaeksplosioner."Dette er fuldt ud muligt," sagde Miller. "Massive stjerner forekommer norm alt i klynger med andre massive stjerner, og andre supernovaer vil sandsynligvis forekomme kort efter den første eksplosion."
Holdet sagde, at nøglen til at bevise, at en supernova fandt sted, ville være at finde de radioaktive isotoper plutonium-244 og samarium-146 i de klipper og fossiler, der blev deponeret på tidspunktet for udryddelse. "Ingen af disse isotoper forekommer naturligt på Jorden i dag, og den eneste måde, de kan komme hertil, er via kosmiske eksplosioner," sagde bachelorstuderende og medforfatter Zhenghai Liu.
De radioaktive arter født i supernovaen er som grønne bananer, sagde Fields. "Når du ser grønne bananer i Illinois, ved du, at de er friske, og du ved, at de ikke voksede her. Ligesom bananer henfalder Pu-244 og Sm-146 over tid. Så hvis vi finder disse radioisotoper på Jorden i dag, ved vi de er friske og ikke herfra - isotopverdenens grønne bananer - og dermed de rygende kanoner fra en nærliggende supernova."
Forskere mangler endnu at søge efter Pu-244 eller Sm-146 i klipper fra grænsen mellem Devon og Carbon. Fields' team sagde, at deres undersøgelse sigter mod at definere mønstrene af beviser i den geologiske optegnelse, der peger på supernovaeksplosioner.
"Det overordnede budskab i vores undersøgelse er, at liv på Jorden ikke eksisterer i isolation," sagde Fields. "Vi er borgere i et større kosmos, og kosmos griber ind i vores liv - ofte umærkeligt, men nogle gange voldsomt."
Forskere fra University of Kansas deltog også i undersøgelsen; Kings College, Storbritannien; Den Europæiske Organisation for Nuklear Forskning, Schweiz; det nationale institut for kemisk fysik og biofysik, Estland; United States Air Force Academy; og Washburn University.
The Science and Technology Facilities Council og Estonian Research Council støttede denne undersøgelse.
