UV-straling van een nabijgelegen supernova kan leiden tot veranderingen in het leven op aarde
De twee dichtstbijzijnde supernova's, die ongeveer 2,5 en 8 miljoen jaar geleden explodeerden, hadden kunnen leiden tot een dramatische uitputting van de ozonlaag van de aarde, wat veel gevolgen voor het leven veroorzaakte.
In het bijzonder, 2,5 miljoen jaar geleden, is de aarde drastisch veranderd. Het Plioceen (warme en milde tijdperk) eindigde en het Pleistoceen begon (ijstijd). Natuurlijke variaties in de aardbaan en fluctuaties hebben waarschijnlijk de klimaatverandering verklaard, maar een supernova-gebeurtenis kan inzicht geven in de diversificatie van het leven in die tijd.
Er wordt aangenomen dat de supernova explodeerde op een afstand van 163-326 lichtjaren van de aarde. Om de schaal te begrijpen, is de dichtstbijzijnde ster Proxima Centauri 4,2 lichtjaren verwijderd.
Gevolgen voor de aarde
Supernova's zijn in staat om nabijgelegen bevolkte objecten te steriliseren die zich langs het pad van hun schadelijke ioniserende straling bevinden. Kunnen nabijgelegen supernova's de terrestrische biologie schaden? Om dit te begrijpen, modelleerden wetenschappers van de Universiteit van Kansas biologische effecten op het aardoppervlak, gebaseerd op bewijs van nabijgelegen supernovae 2500 en 8 miljoen jaar geleden. Kijkend naar de fossielen met een leeftijd van 2,5 miljoen jaar geleden, valt een dramatische verandering op, zoals in de landbedekking. Dit is vooral duidelijk te zien in Afrika, waar het bos is vervangen door weilanden en weilanden. Op dat moment vertonen de records een verhoogde wereldwijde concentratie van ijzer-60 - een radioactieve isotoop die wordt gevormd tijdens de supernova-periode.
Globaal gemiddelde verandering in ozondensiteit als een procentueel verschil van 100, 300 en 1000 jaar na een nabijgelegen supernova-explosie
Analyse heeft aangetoond dat explosies de biologie beïnvloeden. Er was bijvoorbeeld een verandering in het aantal soorten aan de grens van de tijdperken in kwestie. Grote massa-uitstervingen werden niet geregistreerd, maar hogere percentages van extinctie werden als geheel waargenomen.
Niet helemaal dodelijk
Hoe beïnvloedt een supernova de aarde? Het antwoord ligt in de atmosfeer. De ozonlaag bespaart alle biologie tegen schadelijke, genetisch veranderende UV-straling. Bij het gebruik van globale klimaatmodellen hebben recente analyses van atmosferische chemie en stralingsoverdracht aangetoond hoe de stroom van kosmische stralen van supernovae de atmosfeer van de aarde zal veranderen, namelijk de ozonlaag.
Het is belangrijk op te merken dat de kosmische stralen van supernovae niet alles op hun pad zullen vernietigen. Het intergalactische medium werkt als een zeef en vertraagt zijn voortgang gedurende honderdduizenden jaren. Hogere energiedeeltjes komen in onze atmosfeer en staan in contact met de atmosfeer. Het model toonde ozonafbraak in de intervallen van 100, 300 en 1000 jaar nadat de eerste deeltjes de atmosferische laag binnendrongen. Interessant genoeg viel de piek van uitputting (26%) op de 300-jarige.
Een van de laatste supernova's die ontplofte in de Melkweg. Dit is de rest van de supernova Cassiopaea, die meer dan 300 jaar geleden explodeerde op een afstand van 11.000 lichtjaar.
Gemengde effecten
Het verlagen van het ozonniveau kan een probleem zijn voor het aardse leven. Wetenschappers hebben verschillende mogelijke biologisch schadelijke effecten bestudeerd (huidkanker, staar, remming van fotosynthese, schade aan planten) op verschillende breedtegraden als gevolg van een toename van UV-stralen. De analyse toonde verhoogde schade in alle richtingen, toenemend met de breedtegraad. Maar effecten zijn niet even schadelijk voor alle organismen. Minimale veranderingen hebben bijvoorbeeld plankton aangeraakt. De bevindingen wijzen ook op een verhoogd risico op zonnebrand en huidkanker bij mensen. Daarom veroorzaken supernova's geen massa-extincties, maar werken ze op een subtieler vlak, waardoor de reeks veranderingen wordt geactiveerd.
