10 mln lat temu w Ziemię uderzyło promieniowanie z eksplozji supernowej? Naukowcy mają dowody

Spis treści:

1. Supernowa i radioaktywny beryl
2. Pochodzenie ziemskie lub kosmiczne
3. Dwie supernowe

Jesteśmy częścią kosmosu, co oznacza m.in., że zjawiska kosmiczne mają nieustanny wpływ na nas i naszą planetę. Nawet odległe w przestrzeni i czasie zdarzenia, wpływają na nasze kosmiczne podwórko. Jedna z hipotez głosi nawet, że Słońce, a wraz z nim nasz układ planetarny, wyłoniły się z obłoku molekularnego dzięki impulsowi pochodzącemu z supernowej – eksplodującej w ostatniej fazie życia masywnej gwiazdy.

Supernowa i radioaktywny beryl

Do takich eksplozji dochodzi regularnie. Obecnie naukowcy rozważają, czy właśnie przypadkiem nie znaleźli dowodu na to, że 10 milionów lat temu dotarł do nas potężny strumień promieni kosmicznych z supernowej.

W lutym tego roku w prestiżowym magazynie „Nature” ukazał się artykuł opisujący odkrycie w pacyficznych skałach radioaktywnego berylu. Był to jeden z wyników badania skorupy ferromanganowej w rejonie środkowego i północnego Pacyfiku. Najcenniejsze próbki zostały pobrane przez statek badawczy RV Sonne na podwyższeniu Magellana mniej więcej na północ od równika. Analizy wykryły anomalię w postaci znacznego wzrostu koncentracji izotopu berylu – berylu-10 - w skorupach ferromanganowych na dnie Pacyfiku, w osadach datowanych na późny miocen (ok. 9–11,5 miliona lat temu), z maksimum przypadającym na około 10,1 miliona lat temu.

Wzrost ten jest niemal dwukrotnie większy w porównaniu z oczekiwanymi wartościami. Już wówczas pojawiły się spekulacje na temat pochodzenia tego izotopu. Beryl-10 powstaje wysoko w atmosferze, gdy promienie kosmiczne rozbijają atomy tlenu i azotu. Po pewnym czasie przyłącza się do aerozoli i wraz z opadami atmosferycznymi spada na powierzchnię, gromadząc się w osadach oraz skorupach Fe-Mn na dnie oceanicznym. Innymi słowy wiemy, że jego pojawienie się musi się wiązać z promieniowaniem kosmicznym.

Pochodzenie ziemskie lub kosmiczne

Pierwotny artykuł wyliczał kilka możliwości powstania zgromadzonego na dnie izotopu berylu. Pierwszy odnosił się do znacznej reorganizacji cyrkulacji oceanicznej, zwłaszcza Antarktycznego Prądu Okołobiegunowego, do czego musiało dość 10–12 mln lat temu. To mogło „zamieść” beryl-10 do badanych rejonów Pacyfiku z biegunów, gdzie gromadzi się najwięcej tego izotopu. Ale to dwa „kosmiczne” rozwiązania są najczęściej analizowane. Jedno z nich zakłada, że omawiany izotop berylu pojawił się przez tzw. kompresję heliosfery przy przejściu Układu Słonecznego przez zimny obłok międzygwiazdowy. Drugi – że odnalezione złoża powstały dzięki zwiększonemu strumieniowi promieni kosmicznych uderzającemu w Ziemię np. wskutek bliskiej eksplozji supernowej.

Właśnie na to stawia dr Dominik Koll z Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf w Niemczech, główny autor badania. Wspiera go Efrem Maconi z Uniwersytetu Wiedeńskiego, który wraz ze współpracownikami wskazał dwa możliwe źródła supernowych, których promieniowanie mogło uderzyć w Ziemię w odpowiednim okresie. Wiedeńscy naukowcy odnaleźli wspomniane supernowe korzystając z danych teleskopu Gaia, który mapuje miliardy gwiazd Drogi Mlecznej i ich ruchy.

Dwie supernowe

Śledząc orbity około 2700 gromad gwiazd względem Słońca w ciągu ostatnich 20 milionów lat oraz szacując prawdopodobieństwo powstawania w nich supernowych, zespół ustalił, że istnieje 70-procentowe prawdopodobieństwo, iż około 10 milionów lat temu, w czasie, gdy doszło do wzrostu poziomu radioaktywnego berylu, w odległości do 300 lat świetlnych od Ziemi wybuchła gwiazda. Najbardziej prawdopodobnym źródłem eksplozji wydaje się młoda gromada ASCC 20, a dalszym kandydatem jest gromada OCSN 61.

Dodatkową wskazówką, że winna może być supernowa, jest fakt, że 10 milionów lat temu Układ Słoneczny znajdował się w bardziej zatłoczonym rejonie Galaktyki, w tzw. Radcliffe Wave. Jest to falująca struktura gazu i gwiazd. – To dobry sygnał, sugerujący, że warto dalej badać tę hipotezę – mówi Koll. Podkreślił, że gdyby Maconi stwierdził, iż należy całkowicie wykluczyć supernowe, wówczas jego zespół usunąłby tę hipotezę z listy. – Jednak, skoro mamy kandydatów, to sprawa staje się naprawdę intrygująca – dodał uczony.

Aby potwierdzić hipotezę supernowej konieczne będą dalsze modele ruchu gwiazd i analizy tego, co działo się w naszym szerokim kosmicznym sąsiedztwie opisywanym okresie. Jednak Dominik Koll ma przeczucie, że supernowa jest najlepszym rozwiązaniem. – To dobrze pasowałoby do innych danych geologicznych, które pokazują wzrost radioaktywnych izotopów z kosmicznego pyłu około 7,5 miliona lat temu. Pył podróżuje znacznie wolniej niż promienie kosmiczne, dlatego możliwe jest, że wzrost poziomu berylu nastąpił, gdy najpierw w Ziemię uderzyły promienie kosmiczne z supernowej, a pył dotarł kilka milionów lat później – podsumowuje niemiecki badacz.

Źródło: New Scientist

Nasza autorka

Ewelina Zambrzycka-Kościelnicka

Dziennikarka i redaktorka zajmująca się tematyką popularnonaukową. Pisze przede wszystkim o eksploracji kosmosu, astronomii i historii. Związana z Centrum Badań Kosmicznych PAN oraz magazynami portali Gazeta.pl i Wp.pl. Ambasadorka Śląskiego Festiwalu Nauki. Współautorka książek „Człowiek istota kosmiczna”, „Kosmiczne wyzwania” i „Odważ się robić wielkie rzeczy”.