Позаземні процеси, відповідальні за вплив на різноманітність форм життя, зазвичай невидимі для людського ока. Однак вчених це не зупинило. Вони з’ясували, як вибухи наднових зірок змінили життя на Землі.
У Чумацькому Шляху вибухають зірки. Логічно припустити, що це впливає на земне життя, адже наша планета теж там знаходиться. Вчені захотіли з’ясувати, як саме.
Що таке наднова?
Наднові — це вибух зірок, найбільші вибух, які відбуваються в космосі. Їх часто можна побачити в інших галактиках. Але наднові зірки важко спостерігати в нашій галактиці Чумацький Шлях, тому що пил закриває огляд. У 1604 році Йоганн Кеплер відкрив останню спостережувану наднову в Чумацькому Шляху.
Наднові з’являються, коли змінюється ядро або центр зірки. Є два типи наднових в залежності від цих процесів.
Перший тип відбувається в подвійних зоряних системах. Подвійні зірки — це дві зірки, що обертаються навколо однієї точки. Одна із зірок, вуглецево-кисневий білий карлик, краде матерію у компаньйона. Зрештою білий карлик накопичує занадто багато речовини. Надлишок матерії призводить до вибуху зірки, в результаті чого утворюється наднова.
Другий тип наднової виникає в кінці життя одиночної зірки. Коли у неї закінчується ядерне паливо, частина маси йде в ядро. У підсумку ядро стає настільки важким, що не може протистояти власній гравітаційній силі. Ядро колапсує, що призводить до гігантського вибуху наднової. Сонце — одиночна зірка, але у нього недостатньо маси, щоб стати надновою. Швидше за все, воно стане червоним гігантом.
Як змінювалося життя на Землі?
Численні дослідження літописів скам’янілостей показали, що різноманітність форм життя значно змінювалося протягом геологічного часу. Фундаментальне питання еволюційної біології полягає в тому, які процеси відповідальні за ці процеси.
Нове дослідження піднесло великий сюрприз: різну кількість найближчих зірок, що вибухнули (наднових) тісно пов’язане зі змінами в біорізноманітті морських видів за останні 500 млн років.
Чому наднові впливають на життя?
Можливе пояснення зв’язку між надновими і різноманітністю полягає в тому, що зірки, які вибухнули впливають на клімат Землі, вважають вчені.
Велика кількість наднових призводить до того, що на планеті стає холодніше, а різниця температур між екватором і полярними регіонами стає більш очевидною. Це призводить до більш сильних вітрів, перемішування вод океану і переносу необхідних для життя поживних речовин в поверхневі води вздовж континентального шельфу.
- Вчені вважають, що електричні розряди могли змінити місячний ґрунт
- Чумацький Шлях розвивається не так, як ми думали: відкрито несподівану властивість галактики
- Міжзоряний об’єкт Оумуамуа може виявитися не кометою
В цілому вчені зробили висновок про те, що наднові мають життєво важливе значення для первинної біопродуктивності, впливаючи на транспортування поживних речовин.
Ефективність перетворення зеленими рослинами сонячної енергії в енергію хімічних зв’язків органічних речовин становить в середньому 1%. Ця закономірність отримала назву «правило 1%». Вся первинна продукція, створена продуцентами в результаті фотосинтезу, називається валовою первинною продукцією (ВПП).
Валова первинна біопродуктивність забезпечує енергію для екологічних систем, і передбачається, що зміни в ній можуть впливати на біорізноманіття. Нові результати узгоджуються з цією гіпотезою.
Чому це відбувається?
Коли важкі зірки вибухають, вони виробляють космічні промені, які представляють собою елементарні частинки з величезною енергією. Потім вони досягають Сонячної системи, де деякі і закінчують свою подорож, стикаючись з атмосферою Землі. Попередні дослідження (перше, друге, третє) Хенріка Свенсмарка і його колег (авторів нової роботи), показують, що вони стають основним джерелом іонів, допомагаючи формувати і вирощувати аерозолі, необхідні для утворення хмар.
Оскільки хмари можуть регулювати сонячну енергію, що досягає поверхні Землі, аерозольна хмара космічних променів впливає на клімат. Свідоцтва показують істотні кліматичні зрушення, коли інтенсивність космічних променів змінюється на кілька сотень відсотків протягом мільйонів років.
Коли вибухне наступна наднова?
Передбачається, що наступною вибухне Бетельгейзе — одна з найяскравіших для спостереження з Землі зірок, яка знаходиться в Чумацькому Шляху. Маса Бетельгейзе еквівалентна від 11 до 19 мас Сонця і, якби вона перебувала в нашій Сонячній системі, то займала б місце до орбіти Юпітера. Відстань до зірки становить від 500 до 630 світлових років від Землі. Також Бетельгейзе набагато старше Сонця.
За різними оцінками, вона може вибухнути через кілька десятків або сотень тисяч років. В цілому є два варіанти розвитку подій: або вона вибухне під дією власної гравітації, ставши надновою II типу, або, можливо, перетвориться в чорну діру, внаслідок гравітаційного колапсу, який не буде супроводжуватися настільки яскравим спалахом, як вибух наднової.
Такий спалах не становить загрози життю на Землі. Крім того, вона розташована занадто далеко, щоб її рентгенівське і ультрафіолетове випромінювання могло зробити істотний вплив на Землю. Викинутому вибухом речовини зірки знадобиться 6 млн років, щоб досягти Сонячної системи.