Około 2 miliony lat temu, gdy ludzki przodek homo erectus “schodził z drzew”, dwie supernowe wybuchły w pobliżu Ziemi i obsypały ją odłamkami…

To klasyczny scenariusz dnia ostatecznego. Pobliska gwiazda eksploduje jako efektowna supernowa, emitując w ułamku sekundy więcej energii niż Słońce w przeciągu milionów lat. Strumień promieniotwórczych cząstek dociera do warstwy ozonowej, niszczy ją i powoduje mutacje genetyczne ziemskiego życia.

Astronomowie uważają, że w odległości około 100 lat świetlnych od Ziemi, czyli w naszym najbliższym otoczeniu, do eksplozji dochodzi przeciętnie raz na milion lat. Pomimo tej wiedzy ostateczny dowód tezy, że około 2 miliony lat temu doszło do takiego wybuchu był bardzo trudny do przeprowadzenia.

W ciągu ponad pół wieku, naukowcy znaleźli dowody, które potwierdzają hipotezę wybuchu pobliskiej supernowej. Pierwsza wskazówka leży na dnie Oceanu Spokojnego, gdzie izotop żelaza-60 jest osadzony w skorupie. Podczas formowania się Ziemi również był produkowany izotop żelaza-60, jednak jego czas połowicznego rozpadu wynosił tylko 2,6 miliona lat, więc musiał zniknąć już dawno temu. A zatem warstwa żelaza-60 musi być rezultatem czegoś niedawnego, a wybuch pobliskiej supernowej jest prawdopodobnym sprawcą tego zamieszania.

Kolejną wskazówką jest Bąbel Lokalny – obszar przestrzeni kosmicznej o małej gęstości, w którym znajduje się Słońce. Wybuch pobliskiej supernowej mógł spowodować powstanie takiego obszaru.

Bąbel Lokalny

Zespół naukowców połączył te dwie wskazówki aby sprecyzować prawdopodobne położenie antycznych supernowych. Wyniki badań opublikowane 7 kwietnia w czasopiśmie Nature pokazują, że doszło do dwóch wybuchów. Oba miały miejsce 300 lat świetlnych od nas: pierwszy z nich nastąpił 2,3 miliona lat temu, a kolejny 1,5 miliona lat temu.

Aby znaleźć gwiazdy, które prawdopodobnie zginęły 2 miliony lat temu, zespół naukowców zaczął od poszukiwań ocalałych członków rodziny. Wszystkie gwiazdy rodzą się w gromadach liczących od setek do tysięcy gwiazd o różnych masach. Najmasywniejsza gwiazda w gromadzie wybucha pierwsza, podczas gdy rodzeństwo o mniejszej masie żyje o wiele dłużej. Gdy astronomowie znajdą gromadę składającą się tylko z lekkich gwiazd, zakładają, że brakujące masywne gwiazdy stały się już supernowymi.

Podczas przeszukiwania archiwalnych danych zebranych przez satelitę Hipparcos, naukowcy znaleźli rodzinę, jakiej właśnie szukali: grupę 70 mało masywnych gwiazd. Następnie zespół oszacował masę brakujących, cięższych gwiazd, aby określić jak długo mogły one żyć. Dzięki temu naukowcy dowiedzieli się kiedy nastąpiła ich eksplozja. Z obliczeń wynikło, że w gromadzie nastąpiło do 16 wybuchów supernowych. Zespół badaczy przeprowadził symulację komputerową, aby dowiedzieć się, która z nich mogła wytworzyć Bąbel Lokalny.

Wynik pracy był ekscytujący. Kierownik zespołu pragnął również sprawdzić, czy można powiązać rezultaty pracy z osadzonym na dnie oceanu żelazem-60. Obecność żelaza-60, izotopu, który prawie wyłącznie powstaje podczas wybuchów supernowych, pozwoliła naukowcom ustalić specyficzny przedział czasu, w którym musiało dojść do eksplozji supernowej. Warstwa na dnie oceanu rośnie bardzo powoli, co oznacza, że każdy wybuch supernowej zwiększa ilość izotopu żelaza-60. Astronomowie oszacowali ilość żelaza-60 i doszli do wniosku, że na dnie oceanu znajdują się dwie warstwy tego izotopu. Jedna z nich powstała około 2,2 miliona lat temu.

To był natychmiastowy dowód na to, że w tamtym czasie pojawiły się dwie supernowe. Jednak w celu sprawdzenia, czy te supernowe były prawdziwymi winowajcami, zespół musiał najpierw obliczyć, w jakim stopniu żelazo-60 skondensowane w jądrze gwiazdy wmieszało się w falę uderzeniową, która ostatecznie trafiła w Ziemię. Obliczenia pokazały, że dwie supernowe przyczyniły się do nagromadzenia około połowy żelaza-60 znajdującego się na dnie oceanu. Natomiast reszta pochodzi od wszystkich innych wybuchów supernowych razem wziętych.

Te pobliskie wybuchy supernowych miały miejsce niedługo po tym jak przodkowie człowieka zeszli z drzewa. Czy eksplozje mogły jakoś wpłynąć na naszych przodków?

Adrian Melott (University of Kansas) próbuje znaleźć odpowiedź na to pytanie. Opisane powyżej wybuchy miały miejsce setki lat świetlnych od Ziemi. Supernowe muszą znajdować się o wiele bliżej aby wyrządzić realne szkody. Według naukowca strefa śmierci rozpoczyna się od około 26 do 33 lat świetlnych od nas.

Tak więc skutki supernowych odległych o kilkaset lat świetlnych nie będą duże. Ale czy będą zauważalne? Pomijając genialny rozbłysk na niebie, może okazać się, że te kosmiczne wybuchy mogły rozegrać się nad głowami naszych przodków.

Autor

Marcin Kastek

Miłośnik astronomii związany z Klubem Astronomicznym Almukantarat od 2014 roku.