Er zijn veel manieren waarop het leven op aarde tot een einde kan komen: een asteroïde-aanval, een wereldwijde klimaatcatastrofe of een nucleaire oorlog zijn erbij. Maar misschien wel de meest angstaanjagende is de dood door supernova, omdat we er absoluut niets aan kunnen doen. We zouden eenden zitten.
Nieuw onderzoek suggereert dat de killzone van een supernova groter is dan we dachten; ongeveer 25 lichtjaar groter om precies te zijn.
In 2016 bevestigden onderzoekers dat de aarde is getroffen door de effecten van meerdere supernova's. De aanwezigheid van ijzer 60 in de zeebodem bevestigt dit. IJzer 60 is een isotoop van ijzer dat wordt geproduceerd bij supernova-explosies en werd gevonden in gefossiliseerde bacteriën in sedimenten op de oceaanbodem. Die ijzeren restanten suggereren dat twee supernova's explodeerden in de buurt van ons zonnestelsel, een tussen 6,5 en 8,7 miljoen jaar geleden en een ander pas 2 miljoen jaar geleden.
IJzer 60 is hier op aarde uiterst zeldzaam omdat het een korte halfwaardetijd heeft van 2,6 miljoen jaar. Elk ijzer 60 dat werd gemaakt ten tijde van de vorming van de aarde, zou inmiddels zijn vervallen tot iets anders. Dus toen onderzoekers het ijzer 60 op de oceaanbodem vonden, redeneerden ze dat het een andere bron moet hebben, en die logische bron is een supernova.
Dit bewijs was het rokende wapen voor het idee dat de aarde is getroffen door supernova's. Maar de vragen die het oproept zijn: welk effect had die supernova op het leven op aarde? En hoe ver moeten we verwijderd zijn van een supernova om veilig te zijn?
"... we kunnen zoeken naar gebeurtenissen in de geschiedenis van de aarde die daarmee verband kunnen houden (supernova-gebeurtenissen)." - Dr. Adrian Melott, astrofysicus, Universiteit van Kansas.
In een persbericht van de Universiteit van Kansas sprak astrofysicus Adrian Melott over recent onderzoek naar supernova's en de effecten die ze op aarde kunnen hebben. "Dit onderzoek bewijst in wezen dat bepaalde gebeurtenissen zich in het niet al te verre verleden hebben afgespeeld", zegt Melott, een KU-hoogleraar natuurkunde en astronomie. 'Ze maken ongeveer duidelijk wanneer ze zijn gebeurd en hoe ver ze verwijderd waren. Als we dat weten, kunnen we overwegen wat het effect kan zijn geweest met bepaalde cijfers. Vervolgens kunnen we zoeken naar gebeurtenissen in de geschiedenis van de aarde die daar mogelijk mee verband houden. '
Eerder werk suggereerde dat een supernova-dodenzone ongeveer 25-30 lichtjaar is. Als een supernova zo dicht bij de aarde explodeerde, zou dit een massale uitsterving veroorzaken. Tot ziens de mensheid. Maar nieuw werk suggereert dat 25 lichtjaar een onderschatting is en dat een supernova op 50 lichtjaar afstand krachtig genoeg zou zijn om een massa-extinctie te veroorzaken.
Maar uitsterven is slechts één effect dat een supernova op aarde kan hebben. Supernovae kan andere effecten hebben en ze zijn misschien niet allemaal negatief. Het is mogelijk dat een supernova van ongeveer 2,6 miljoen jaar geleden zelfs de menselijke evolutie heeft aangedreven.
'Onze lokale onderzoeksgroep werkt aan het uitzoeken wat de effecten zouden zijn geweest', zei Melott. "We weten het echt niet. De gebeurtenissen waren niet dichtbij genoeg om een grote massa-uitsterving of ernstige effecten te veroorzaken, maar niet zo ver weg dat we ze ook kunnen negeren. We proberen te beslissen of we effecten op de aarde op de aarde mogen verwachten. "
Melott en zijn collega's hebben een nieuw artikel geschreven dat zich richt op de effecten die een supernova op aarde kan hebben. In een nieuw artikel getiteld "A SUPERNOVA AT 50 PC: EFFECTS ON THE EARTH'S ATMOSPHERE AND BIOTA", probeerden Melott en een team van onderzoekers licht te werpen op interacties tussen de aarde en supernova.
Er zijn een aantal variabelen die een rol spelen bij het bepalen van de effecten van een supernova, en een daarvan is het idee van de Local Bubble. De Local Bubble zelf is het resultaat van een of meer supernova-explosies die 20 miljoen jaar geleden plaatsvonden. De Local Bubble is een bel met een diameter van 300 lichtjaar van expanderend gas in onze arm van de Melkweg, waar ons zonnestelsel zich momenteel bevindt. We hebben er de afgelopen vijf tot tien miljoen jaar doorheen gereisd. Binnen deze bel is het magnetische veld zwak en ongeordend.
Melotts paper richtte zich op de effecten die een supernova van ongeveer 2,6 miljoen jaar geleden op de aarde in twee gevallen zou hebben: beide waren binnen de Lokale Bubble en beide waren buiten de Lokale Bubble.
Het verstoorde magnetische veld in de lokale bel kan in wezen de effecten van een supernova op de aarde vergroten. Het kan de kosmische straling die de aarde bereikt met een factor een paar honderd vergroten. Dit kan de ionisatie in de troposfeer van de aarde verhogen, wat betekent dat het leven op aarde wordt getroffen door meer straling.
Buiten de lokale bel is het magnetische veld meer geordend, dus het effect hangt af van de oriëntatie van het magnetische veld. Het geordende magnetische veld kan ofwel meer straling op de aarde richten, of het kan het in zekere zin afbuigen, net zoals onze magnetosfeer dat nu doet.
Melotts paper onderzoekt de verbinding tussen de supernova en de wereldwijde afkoeling die ongeveer 2,6 miljoen jaar geleden plaatsvond tijdens het Pleistoceen. Er was op dat moment geen massa-extinctie, maar er was een verhoogd uitstervingspercentage.
Volgens het artikel is het mogelijk dat verhoogde straling van een supernova de vorming van wolken zou hebben veranderd, wat zou helpen een aantal dingen te verklaren die aan het begin van het Pleistoceen zijn gebeurd. Er was meer ijstijd, meer soorten uitsterven en Afrika werd koeler en veranderde van overwegend bossen in halfdroge graslanden.
Zoals de krant concludeert, is het moeilijk precies te weten wat er 2,6 miljoen jaar geleden met de aarde is gebeurd toen een supernova in onze omgeving explodeerde. En het is moeilijk om een exacte afstand te bepalen waarop het leven op aarde in de problemen zou komen.
Maar hoge stralingsniveaus van een supernova kunnen het kankerpercentage verhogen, wat kan bijdragen aan uitsterven. Het kan ook de mutatiesnelheid verhogen, een andere oorzaak van uitsterven. Op de hoogste niveaus die in dit onderzoek zijn gemodelleerd, kan de straling zelfs een kilometer diep in de oceaan reiken.
Er is geen echt record van verhoogde kanker in het fossielenbestand, dus deze studie wordt in die zin belemmerd. Maar over het algemeen is het een fascinerende kijk op het mogelijke samenspel tussen kosmische gebeurtenissen en hoe wij en de rest van het leven op aarde zijn geëvolueerd.
Bronnen:
- Een supernova op 50 pc: effecten op de atmosfeer en biota van de aarde
- Recente bijna-aardse supernova's onderzocht door wereldwijde afzetting van interstellaire radioactieve 60Fe
- De locaties van recente supernova's nabij de zon van het modelleren van 60Fe-transport
- Bewijs dat oude supernova's de vonken van de aarde hebben gejaagd op jacht naar na-effecten
