Teraz máme dôkaz o tom, že supernova pred 2,5 miliónmi rokov nebezpečne explodovala blízko Zeme

Vrstvy plynu vyvrhnuté pred posledným výbuchom supernovy. (NASA/Swift/Skyworks Digital/Dana Berry)

Vo svojej 4,5 miliardovej histórii musela Zem natiahnuť rukavicu. Planétu ohrozili početné katastrofy, od masívnych dopadov, cez sopečné požiare až po mrazivé epizódy snehovej gule na Zemi. Život však pretrváva.

Spomedzi všetkých nebezpečenstiev, ktoré ohrozujú planétu, môže byť najnebezpečnejšia blízka hviezda explodujúca ako supernova .

Keď dostatočne hmotná hviezda dosiahne koniec svojho života, exploduje ako supernova (SN). Hyperenergetická explózia môže osvetliť oblohu celé mesiace a premeniť noc na deň pre všetky dostatočne blízke planéty.



Ak je planéta príliš blízko, bude sterilizovaná, dokonca zničená. Keď hviezda prechádza svojimi smrteľnými záchvatmi, produkuje určité chemické prvky, ktoré sa šíria do vesmíru.

Vedci si roky lámali hlavu nad dôkazmi, že pred pár miliónmi rokov niekde v blízkosti Zeme explodovala supernova. Dôkazom je koncentrácia 60Fe, izotopu železa produkovaného supernovami, ktorý sa nachádza okolo Zeme.

Nová štúdia teraz predstavuje ďalší dôkaz výbuchu supernovy v blízkosti Zeme pred 2,5 miliónmi rokov. Tentoraz ide o koncentráciu 53 Mn, ďalší rádioizotop produkovaný supernovami.

Štúdia prezentujúca zistenia má názov „ Supernova vyprodukovala na Zemi 53 Mn .' Hlavným autorom článku je Dr. Gunther Korschinek z Technickej univerzity v Mníchove. Výskum je uverejnené v časopise Fyzické prehľadové listy .

Štúdia je zameraná na tzv feromangánové kôry . Sú vyrobené z kameňa, ale vyzerajú skôr ako čokoládová torta. Sú to nánosy morských sedimentov, ktoré časom rastú, keď sa oxidy železa a mangánu vyzrážajú z morskej vody.

Vedú záznamy o chemikáliách v zdrojovej vode, ako sa časom tvoria. Okrem toho, že sú potenciálnym zdrojom cenných minerálov, sú tiež cenným dôkazom pre vedcov. Tím výskumníkov za touto štúdiou skúmal vzorky týchto feromangánových kôr a našiel nielen 60Fe, ale aj 53Mn.

60Fe nájdené na Zemi je potenciálnym dôkazom výbuchu supernovy v drsnom okolí Zeme. 60Fe je známe ako an zaniknutý rádionuklid . Pretože jeho polčas rozpadu je 2,6 milióna rokov, akékoľvek 60Fe na Zemi by sa už dávno malo rozpadnúť na nikel. Ak ho teraz nájdete, znamená to, že bol vyrobený v nedávnej dobe, v astronomickom zmysle.

Ale supernovy nie sú jediná vec, ktorá dokáže syntetizovať 60Fe. Môže sa vyrábať aj podľa asymptomatická obrovská vetva (AGB) hviezdy. Všetky hviezdy s nízkou až strednou hmotnosťou (0,6 až 10 hmotností Slnka) prechádzajú týmto štádiom vývoja blízko konca svojho života.

Je teda možné, že 60Fe nájdené na Zemi pochádzalo z jedného z nich za posledných niekoľko miliónov rokov, a nie zo supernovy. Ako možno odpovedať na otázku zdroja 60Fe?

Vo svojom článku výskumníci píšu, že „jednoznačne, iba rádionuklid tvorený SN, ako je 53Mn, detegovaný v rovnakých vzorkách ako 60Fe, môže vyriešiť túto otvorenú otázku“.

Teraz vedci našli 53Mn v rovnakej feromangánovej kôre ako 60Fe. Na rozdiel od 60Fe, 53Mn nemôžu produkovať hviezdy AGB. Môžu ho produkovať iba supernovy.

(Dominik Koll / TUM)

Hore: Kus mangánovej kôry, ktorý sa začal formovať asi pred 20 miliónmi rokov. Rastla vrstva po vrstve, keď sa minerály vyzrážali z morskej vody. Výskumníci našli zvýšené koncentrácie 60 Fe a 56 Mn vo vrstvách uložených asi pred 2,5 miliónmi rokov. Prítomnosť týchto ložísk je dôkazom blízkej explózie supernov v tom čase.

Čokoládový koláč? Alebo Smoking Gun?

„Zvýšené koncentrácie mangánu-53 možno považovať za „fajčiarsku pištoľ“ – konečný dôkaz, že k tejto supernove skutočne došlo,“ hovorí prvý autor Dr Gunther Korschinek v publikácii. tlačová správa .

Feromangánové kôry v strede tohto objavu vyzerajú ako jedny z najvlhkejších a najbohatších čokoládových koláčov, aké si dokážete predstaviť. Ale samozrejme, sú tvrdé ako skala. Sú skalní.

Aby vedci našli 53Mn v týchto zvedavo vyzerajúcich kôrach, museli sa vydať na lov jednotlivých atómov. Použili metódu tzv hmotnostná spektrometria s urýchľovačom .

„Uskutočniteľným spôsobom detekcie 53Mn v zemských nádržiach je, ako v prípade nálezu 60Fe, priame počítanie atómov pomocou hmotnostnej spektrometrie s urýchľovačom (AMS), píšu autori vo svojom článku.

Táto metóda hmotnostnej spektrometrie je obzvlášť účinná pri oddeľovaní vzácneho izotopu od jeho bežnejších susedov. V tomto prípade výskumníci hľadali 53Mn uprostred jeho bežnejších bratov, 55Mn. 55Mn je jediný „prirodzene sa vyskytujúci“ izotop mangánu a je stabilný.

Významný nie je len objav 53Mn; je to koncentrácia. Očakáva sa, že asi 53 Mn bude unášať na Zem ako kozmický prach. Je však nezvyčajné nájsť toho viac, ako to urobili výskumníci za touto štúdiou. A jeho prítomnosť znamená, že v blízkosti Zeme určite došlo k výbuchu supernovy, asi pred 2,5 miliónmi rokov.

'Toto je investigatívna ultrastopová analýza,' povedal Korschinek. 'Hovoríme tu len o niekoľkých atómoch.' Je pozoruhodné, že merania nielen detegujú prítomnosť 53Mn, ale môžu tiež pomôcť pochopiť veľkosť hviezdy, z ktorej pochádza.

'Hmotnostná spektrometria s urýchľovačom je však taká citlivá, že nám dokonca umožňuje vypočítať z našich meraní, že hviezda, ktorá vybuchla, musela mať približne 11 až 25-násobok veľkosti Slnka,' dodal Korschinek.

To poukazuje na veľkú a mimoriadne energickú explóziu. Aký vplyv to malo okrem prítomnosti supernovy 53Mn a 60Fe?

Bolo to príliš ďaleko na to, aby spôsobilo hromadné vyhynutie, ale pravdepodobne zasypalo Zem kozmickými lúčmi. To pravdepodobne ovplyvnilo klímu.

'To však môže viesť k zvýšenej tvorbe oblakov,' hovorí spoluautor Dr Thomas Faestermann. 'Možno existuje spojenie s epochou pleistocénu, obdobím doby ľadovej, ktorá sa začala pred 2,6 miliónmi rokov.'

Takže aj keď to pre Zem nemuselo byť mimoriadne katastrofálne, malo to vplyv.

(NASA/ESA/JHU/R. Sankrit & W. Blair)

Niektorí vedci si myslia, že výbuch supernovy v tom čase vyvolal aspoň čiastočné vyhynutie, tzv Vymieranie pliocénnej morskej megafauny . Poukazujú nielen na prítomnosť zvýšených hladín 60Fe, ale aj na funkciu vo vesmíre nazývanú Miestna bublina .

Je to obrovská kavernózna diera v medzihviezdnom médiu spôsobená jednou alebo viacerými explóziami supernov. Teraz objav 53Mn len posilňuje túto hypotézu.

Vedci vo svojej práci skúmali vzorky feromangánových kôr hydrogenetického pôvodu zo štyroch rôznych miest v Tichom oceáne. Dvaja boli z atolu Midway, jeden z Donizetti Ridge a štvrtý bol z centrálneho Pacifiku.

Hĺbka vzoriek sa pohybovala od 1 589 metrov (5 213 stôp) do 5 120 metrov (3,18 míľ). Každé miesto odberu vzoriek poskytlo 15 vzoriek s rastúcou hĺbkou, celkovo 60 vzoriek.

Porovnali koncentrácie 53Mn zrodeného v supernove s bežnejším 55Mn. Keď vykreslili pomery do grafu, bolo jasné, že množstvo 53 Mn uloženého vo feromangánových kôrach bolo oveľa vyššie asi pred 2,5 miliónmi rokov.

„Keďže nadbytok 53Mn sa deteguje v rovnakých vzorkách a časovom rozmedzí, v ktorom bolo identifikované 60Fe,“ píšu autori vo svojom článku, „potvrdzuje to pôvod SN tohto 60Fe.“

Takže nielenže teraz vieme, že v blízkosti Zeme pred 2,5 miliónmi rokov určite došlo k výbuchu SN, ale máme aj úplne prvú detekciu nestabilného izotopu 55Mn.

(Korschinek a kol., 2020)

Hore: Zlúčené údaje zo všetkých štyroch oblastí vzorkovania. C/C0 na vertikálnej osi predstavuje pomery 53Mn/Mn namerané vo vzorkách. Je tu jasný vrchol na hranici spred 2,5 milióna rokov.

'Takže 53Mn je druhý rádioizotop z rovnakého SN, kde bolo detegované 60Fe, a je to prvýkrát, čo sa našiel 53Mn, ktorý vznikol nukleosyntézou počas SN.'

Čo sa týka účinku, ktorý mala SN na Zemi, to je zdrojom veľkých dohadov, štúdií a diskusií. Niektorí hovoria, že to spustilo čiastočné vyhynutie v spomínanom pliocénnom vyhynutí morskej megafauny. Iní hovoria, že to mohlo pomôcť spustiť ľudstvo konverzia na bipedalizmus .

Aj keď sa táto štúdia nezaoberá účinkami, ktoré SN mohla mať na život, predstavuje stále silnejší dôkaz v prospech výbuchu supernovy.

A hoci toto SN bolo väčšinou len tesným volaním po živote na Zemi, je to tiež dobrá pripomienka, že Zem sa raz za 800 miliónov rokov ocitne v predpokladanej zóne smrti supernovy.

Kozmické hodiny tikajú.

Tento článok pôvodne publikoval Vesmír dnes . Čítať pôvodný článok .

O Nás

Publikácia Nezávislých, Osvedčených Skutočností O Správach O Zdraví, Priestore, Prírode, Technológii A Životnom Prostredí.