Два з половиною і вісім мільйонів років тому неподалік від нас (за астрономічними мірками) спалахували дві наднові, які могли призвести до виснаження озонового шару Землі та численним небажаним наслідкам для життя. Особливо серйозним ударом могла стати наднова віком два з половиною мільйони років. Пліоцен, спекотна і м’яка епоха, закінчився, і почався плейстоцен, епоха зледеніння і льодовикового періоду. Природні варіації на орбіті Землі і похитування, ймовірно, пояснили б зміну клімату, але подія наднової, яка сталася якраз у цей період, підійшла б краще.
Вважається, що наднова спалахнула в 163-326 світлових роках від нас (50-100 парсек). Для порівняння: наш найближчий зоряний сусід, Проксима Центавра, знаходиться в 4,2 світлові роки.
Наслідки для Землі
Наднові можуть стерилізувати будь-які населені планети в окрузі, якщо вони виявляться на шляху іонізуючого випромінювання. Чи могли ці наднові вчинити хаос для існуючої біології нашої планети? Доктор Брайан Томас, астрофізик з Університету Уошберн в Канзасі, вирішив з’ясувати це напевно і змоделював наслідки для біології на поверхні Землі, засновані на геологічних свідченнях двох спалахів наднових, 2,5 і 8 мільйонів років назад. У своїй останній роботі Томас вивчив просування космічних променів наднових через атмосферу до поверхні, щоб зрозуміти їх вплив на живі організми.
Дивлячись на літопис скам’янілостей під час пліоцен-плейстоценової межі (2,5 мільйона років тому), ми бачимо різкі зміни у скам’янілостях і глобальному покритті ґрунту. Томас зазначає, що «були зміни, особливо в Африці, які показали перехід від більш лісистого до лугового ґрунту». В цей же час геологічний літопис показує глобальне підвищення концентрації заліза-60, яке являє собою радіоактивний ізотоп, що утворюється під час вибуху наднової.
Приміром, на пліоцен-плейстоценовій межі була зміна чисельності видів. Незважаючи на те, що великих масових вимирань не відбувалося, спостерігалися більш високі темпи зникнення в цілому, змінювалися самі види і змінювалася рослинність.
Не так вже й смертельно
Як наднова поблизу могла вплинути на життя на Землі? Томас невдоволено зазначає, що наднові часто виставляються в такому світлі, що «наднова спалахує і все вмирає», але це не зовсім так. Вся справа в атмосфері. Озоновий шар захищає біологічне життя від шкідливої, яка змінює генетичний фон ультрафіолетової радіації сонця. Томас склав моделі глобального клімату, моделі атмосферного хімічного складу та трансферу випромінювання (поширення випромінювання в шарах атмосфери), щоб краще зрозуміти, як спалах космічних променів наднових міг вплинути на атмосферу Землі, зокрема озоновий шар.
Варто відзначити, що космічні промені наднових не будуть спопеляти все на своєму шляху. Міжгалактичне середовище виступає як свого роду сито, сповільнюючи космічні промені і «радіоактивний залізний дощ» (з заліза-60) протягом сотень тисяч років. Високоенергетичні частинки першими прибудуть до Землі і будуть взаємодіяти з нашою атмосферою не так, як низькоенергетичні частинки, які прибудуть пізніше. Томас змоделював виснаження озонового шару через 100, 300 і 1000 років після того, як перші частинки наднової почали проникати в атмосферу. Що цікаво, виснаження досягло піку (26%) через 300 років.
Високоенергетичні космічні промені для 100-річного сценарію будуть просочуватися прямо через стратосферу і скидати свою енергію нижче озонового шару, виснажуючи його менше, а в 300-річному сценарії менш енергійні космічні промені будуть вносити більше енергії в стратосферу, істотно виснажуючи озоновий шар.
Виснаження озонового шару — серйозна загроза життю на поверхні.
Змішані ефекти
Томас вивчив кілька можливих руйнівних наслідків для біології (еритема, рак шкіри, катаракту, уповільнення фотосинтезу морських фітопланктонів і шкоди рослинам) для різних широт в результаті збільшення інтенсивності ультрафіолетового випромінювання, викликаного зменшенням озонового шару. Підвищеної шкоди видалося по всіх напрямках, збільшуючись з широтою і відповідаючи змінам, що збереглися в літописі скам’янілостей. Однак не всі наслідки були однаково збиткові для організмів. Планктон, головний виробник кисню, постраждав мінімально. Крім того, було невеликим збільшення ризику сонячних опіків і раку шкіри серед людей.
Отже, могла наднова поблизу призвести до масового вимирання? Дивлячись з якого боку подивитися, говорить Томас:
А ось як наднові могли вплинути на еволюцію людини — цим питанням Томас займеться в наступній своїй роботі.