Supernowe mogły wywołać co najmniej dwa masowe wymierania na Ziemi

W nowych badaniach naukowcy przekonują, że supernowe spowodowały co najmniej dwa masowe wymierania gatunków w historii Ziemi. Według nich eksplozje umierających gwiazd odpowiadają za wymieranie ordowickie oraz dewońskie.

W historii Ziemi było co najmniej pięć masowych wymierań gatunków: wymieranie ordowickie, które miało miejsce ok. 438 mln lat temu, wymieranie dewońskie, sprzed około 374 mln lat, wymieranie permskie, sprzed ok. 250 mln lat, wymieranie triasowe, sprzed ok. 201 mln lat oraz wymieranie kredowe, do którego doszło ok. 66 mln lat temu.

Przyczyna tego ostatniego jest znana – była to duża asteroida, która przyniosła kres panowaniu dinozaurów na Ziemi. W pozostałych przypadkach naukowcy nie mają pewności, co do przyczyn wymierania gatunków. Wśród wielu zaproponowanych wcześniej wyjaśnień pojawiło się też takie, że wymieranie mogło być spowodowane eksplozją supernowej. Według naukowców z Keele University oraz University of Alicante, nie jedno, ale co najmniej dwa masowe wymierania były spowodowane niszczycielskimi skutkami pobliskich supernowych – wymieranie ordowickie oraz dewońskie.

Wyniki oraz opis badań wkrótce mają ukazać się na łamach „Monthly Notices of the Royal Astronomical Society”, a obecnie są dostępne na serwerze preprintów arXiv (DOI: 10.48550/arxiv.2503.08286).

Supernowa

Gwieździe w pewnym momencie może skończyć się paliwo niezbędne dla dalszego zachodzenia w niej reakcji termojądrowych. Na skutek tego, jądro takiej gwiazdy nie jest już w stanie opierać się siłom grawitacyjnym i dochodzi do jego zapadnięcia się. W tym właśnie momencie dochodzi również do niszczycielskiego wybuchu – supernowej.

Taka eksplozja przyczynia się do rozprzestrzeniania w kosmosie cięższych od żelaza pierwiastków, do których powstania doszło wewnątrz gwiazdy i które mogą przysłużyć się powstawaniu kolejnej generacji gwiazd i potencjalnie także powstaniu życia. Jednakże supernowa nierozerwalnie wiąże się również z wytworzeniem potężnej fali uderzeniowej, która niszczy wszystko na swojej drodze.

– Wybuchy supernowych wprowadzają do ośrodka międzygwiazdowego ciężkie pierwiastki chemiczne, które są następnie wykorzystywane do tworzenia nowych gwiazd i planet. Ale jeśli planeta, w tym Ziemia, znajduje się zbyt blisko tego rodzaju zdarzenia, może to mieć niszczycielskie skutki – powiedział dr Alexis Quintana, główny autor publikacji.

– Wybuchy supernowych należą do najbardziej energetycznych eksplozji we Wszechświecie. Gdyby masywna gwiazda wybuchła jako supernowa blisko Ziemi, skutki byłyby niszczycielskie dla życia. Nasze badania sugerują, że mogło to już nastąpić – przyznał dr Nick Wright z Keele University.

Masowe wymieranie gatunków

Wymieranie ordowickie, jak szacują badacze, zabiło około 85 proc. gatunków żyjących wówczas na Ziemi. Z kolei wymieranie dewońskie odpowiada za zniknięcie z powierzchni planety około 70 do 80 proc. wszystkich żyjących gatunków. W dotychczasowych badaniach nie zidentyfikowano przyczyn tych wymierań. Być może nastąpiły w wyniku kombinacji kilku katastrofalnych wydarzeń. Uważa się, że były one powiązane z ubytkiem warstwy ozonowej Ziemi, co mogło zostać wywołane przez supernową.

W nowych badaniach naukowcy przeprowadzili spis gwiazd typu OB w odległości kiloparseka (około 3260 lat świetlnych) od Słońca. To krótko żyjące, masywne gwiazdy. W spisie znalazło się 24 706 gwiazd. Naukowcom udało się oszacować, w jakim tempie te gwiazdy powstają w naszej galaktyce. Ustalili też, jak często wybuchają jako supernowe i ile z nich mogłoby zaszkodzić Ziemi ze względu na swoją bliskość.

Aby supernowa mogła zniszczyć Ziemię, musiałaby znajdować się stosunkowo blisko Układu Słonecznego. Dlatego zespół zawęził obliczenia i ustalił tempo eksplozji supernowych w promieniu 20 parseków od Słońca, czyli około 65 lat świetlnych. Porównał je z przybliżonym okresem masowych wymierań na Ziemi. Okazało się, że eksplozje supernowych stosunkowo blisko naszej planety, odpowiadają okresom obu masowych wymierań.

Gdyby taka eksplozja miała miejsce wystarczająco blisko Ziemi, jej skutki mogłyby poważnie zubożyć warstwę ozonową planety. Wynikający z tego wzrost promieniowania ultrafioletowego ze Słońca spowodowałby nieodwracalne szkody dla życia na planecie.

Astronomowie uważają, że w galaktykach takich jak Droga Mleczna co stulecie dochodzi do jednej lub dwóch supernowych. Dobrą wiadomością jest to, że są tylko dwie pobliskie gwiazdy, które mogą stać się supernowymi w ciągu najbliższego miliona lat. To Antares i Betelgeza. Oba te obiekty znajdują się w odległości ponad 500 lat świetlnych od nas, a symulacje komputerowe sugerowały wcześniej, że supernowa w takiej odległości od Ziemi prawdopodobnie nie miałaby wpływu na naszą planetę.

Źródło: Royal Astronomical Society, Science Alert, fot. NASA’s Goddard Space Flight Center