O supernovă din apropiere ar fi putut contribui la creșterea diversității vieții pe Pământ

Atunci când o stea masivă explodează sub forma unei supernove, aceasta nu doar că eliberează o cantitate extraordinară de energie, ci au un rol nebănuit până acum. Iar o supernovă din apropiere ar fi putut contribui decisiv la creşterea diversităţii vieţii pe Pământ.

Exploziile supernovelor joacă un rol crucial în formarea unor elemente grele, inclusiv fierul, care este dispersat în spațiu prin forța exploziei.

Pe Pământ, oamenii de știință au identificat două acumulări de izotop de fier Fe60 în sedimentele de pe fundul oceanului, care datează de acum aproximativ două-trei milioane de ani și cinci-șase milioane de ani.

Exploziile care au generat aceste cantități de fier au expus, de asemenea, Pământul la fluxuri de radiații cosmice.

Într-o nouă cercetare publicată în Astrophysical Journal Letters, oamenii de știință investighează cantitatea de energie care a ajuns pe Pământ în urma acestor explozii și modul în care radiațiile cosmice ar fi putut influența evoluția vieții terestre.^[sursa]

Cum o supernovă din apropiere ar fi putut influenţa viaţa de pe Pământ

Lucrarea se intitulează „Life in the Bubble: How a nearby supernova left ephemeral footprints on the cosmic-ray spectrum and indelible imprints on life”. Autorul principal este Caitlyn Nojiri de la UC Santa Cruz.^[studiu]

„Viața pe Pământ evoluează constant sub influența radiațiilor ionizante, atât de origine terestră, cât și cosmică”, afirmă autorii studiului.

Radiațiile terestre scad treptat de-a lungul miliardelor de ani. Însă radiațiile cosmice, dimpotrivă, variază în intensitate în funcție de poziția sistemului nostru solar în galaxie.

„Supernovele din vecinătatea noastră galactică pot crește nivelul de radiații la suprafața Pământului de câteva ori peste normal, având potențialul de a influența profund evoluția vieții”, scriu cercetătorii.

Aceștia explică că acumularea de Fe60 de acum două milioane de ani provine direct din explozia unei supernove, în timp ce acumularea mai veche s-a produs atunci când Pământul a traversat o bulă interstelară.

Această „bulă” menționată în titlul studiului este generată de un anumit tip de stele masive, denumite stele OB, care emit vânturi stelare intense ce formează bule de gaz fierbinte în mediul interstelar. Sistemul nostru solar se află într-o astfel de bulă, cunoscută sub numele de Bula Locală, care se întinde pe aproximativ 1.000 de ani-lumină și s-a format cu câteva milioane de ani în urmă.

Pământul a intrat în această bulă în urmă cu aproximativ cinci-șase milioane de ani, ceea ce explică acumularea mai veche de Fe60. Potrivit autorilor, acumularea mai recentă de Fe60, datând de acum două-trei milioane de ani, provine dintr-o supernovă apropiată.

„Este foarte probabil ca vârful de Fe60 de acum aproximativ 2-3 milioane de ani să fie rezultatul unei supernove din asociația Upper Centaurus Lupus din Scorpius Centaurus (~140 parseci) sau din asociația Tucana Horologium (~70 parseci). În schimb, vârful de acum aproximativ 5-6 milioane de ani este atribuit intrării Sistemului Solar în Bula Locală”, scriu cercetătorii.

Bula Locală nu este un mediu liniștit. A fost nevoie de mai multe supernove pentru a o crea. Cercetătorii estimează că au avut loc 15 supernove în ultimele 15 milioane de ani pentru a forma această regiune.

„Conform reconstrucției istorice a Bulei Locale, cel puțin 9 supernove au explodat în ultimele 6 milioane de ani”, susțin ei.

Echipa de cercetători a folosit aceste date pentru a calcula doza totală de radiații cosmice care a ajuns pe Pământ de la supernovele din Bula Locală.

Efectele radiaţiilor nu sunt înţelese complet

„Efectele biologice ale acestor doze de radiații nu sunt pe deplin înțelese”, notează cercetătorii, dar explorează câteva ipoteze.

Se estimează că doza de radiații cosmice ar fi putut fi suficient de puternică pentru a cauza rupturi dublu-catenare în ADN – un tip grav de deteriorare care poate duce la modificări cromozomiale și chiar la moartea celulelor. Cu toate acestea, există și efecte mai subtile asupra evoluției vieții.

„Rupturile dublu-catenare din ADN pot genera mutații care, la rândul lor, ar putea accelera diversificarea speciilor”, scriu cercetătorii. Un studiu din 2024 a demonstrat că „rata de diversificare a virusurilor din lacul african Tanganyika a crescut cu aproximativ 2-3 milioane de ani în urmă”. Ar putea exista o legătură între acest fenomen și radiațiile cosmice produse de supernove?^[studiu]

„Ar fi interesant să investigăm dacă acest lucru ar putea fi atribuit creșterii dozei de radiații cosmice pe care o estimăm pentru acea perioadă”, adaugă autorii.

Radiațiile cosmice provenite de la supernove nu au fost suficient de intense pentru a provoca o extincție în masă. Cu toate acestea, ar fi putut declanșa o creștere a numărului de mutații, contribuind astfel la o diversificare accelerată a vieții.

Radiațiile fac întotdeauna parte din mediul nostru înconjurător, intensitatea lor crescând și scăzând în funcție de evenimente cosmice și de mișcarea Pământului prin galaxie. În mod inevitabil, ele trebuie să joace un rol în ecuația care a generat diversitatea vieții pe planeta noastră.

„Astfel, este evident că radiațiile cosmice reprezintă un factor de mediu esențial atunci când evaluăm viabilitatea și evoluția vieții pe Pământ. Întrebarea cheie este: unde se află pragul la care radiațiile devin un declanșator favorabil sau unul dăunător pentru evoluția speciilor?”, afirmă autorii în concluziile lor.

Din păcate, în prezent nu înțelegem pe deplin modul în care radiațiile influențează biologia. Nu avem claritate asupra pragurilor critice și a modului în care acestea se pot modifica în timp.

„Determinarea precisă a acestui prag poate fi realizată doar printr-o înțelegere aprofundată a efectelor biologice ale radiațiilor cosmice, în special ale muonilor, care domină la nivelul solului și care rămân extrem de puțin studiați”, scriu Nojiri și coautorii săi.

Studiul subliniază faptul că, indiferent dacă suntem sau nu conștienți de el în viața de zi cu zi, mediul nostru spațial exercită o influență semnificativă asupra vieții de pe Pământ. Radiațiile provenite de la supernove ar fi putut influența rata mutațiilor în momente critice din istoria planetei, contribuind astfel la modelarea evoluției.

Fără exploziile de supernove, viața pe Pământ ar putea arăta foarte diferit. Numeroase condiții trebuie să fi fost îndeplinite cu exactitate pentru ca noi să existăm astăzi. Este posibil ca, în trecutul îndepărtat, aceste explozii stelare să fi jucat un rol important în lanțul evolutiv care ne-a condus până la noi.