Взрывающиеся звезды могли вызвать массовые вымирания на Земле

Около 374 и 359 млн лет назад за два этапа произошло так называемое девонское вымирание — массовое вымирание флоры и фауны на Земле. Оно произошло в конце девона, одного из периодов палеозойской эры. С лица Земли исчезло около половины всех существовавших родов. Например, из бесчелюстных до наших дней дожили только миноги и миксины.

Обычно считается, что такие глобальные вымирания вызваны исключительно земными причинами: например, извержением вулкана или столкновением с астероидом (так в свое время были уничтожены динозавры). Но теперь ученые считают, что виновников девонского вымирания нужно искать не здесь, на Земле, и даже не в этой Солнечной системе. Брайан Филдс, астрофизик из Иллинойсского университета, вместе с коллегами провел исследование, которое предполагает, что виновата в этом взорвавшаяся звезда.

Так выглядят остатки взорвавшейся сверхновой звезды Кассиопея А, расположенной на расстоянии 11 тыс. световых лет от Земли. Изображение: NASA / JPL-Caltech

В своей работе исследователи решили рассмотреть резкое снижение уровня озона, совпадающее по времени с девонским вымиранием, как следствие астрофизических явлений, а не  извержения вулкана или эпизода глобального потепления. Например, радиационные эффекты от взрыва сверхновой звезды или даже нескольких звезд, которые находились на удалении примерно в 65 световых лет от Земли, вполне могли оказаться причиной истощения озонового слоя и, в конечном итоге, привести к катастрофе. А такие явления, как удары метеоритов, солнечные извержения и гамма-всплески — краткосрочные события и вряд ли способны вызвать длительное разрушение озонового слоя, из-за котjрого и произошло вымирание.

Сверхновые звезды являются источником ультрафиолетового, рентгеновского и гамма-излучения. После взрыва осколки сталкиваются с окружающим газом, что вызывает ускорение фотонов. Таким образом, сверхновые звезды после взрыва генерируют ускоренное космическое излучение, которое некоторое время удерживается магнитным полем внутри остатков звезды. Но оно способно достигать Земли и разрушать ее озоновый слой, вызывая радиационные повреждения различных форм жизни на протяжении примерно 100 тыс. лет.

Найденные окаменелости, например, деформированные споры древних растений, указывают на сокращение биоразнообразия в девонском периоде, которое продолжалось около 300 тыс. лет и привело к глобальному вымиранию. Такая продолжительность предполагает возможность множественных взрывов сверхновых звезд, тем более что гигантские звезды обычно образуются в скоплениях с другими гигантами.

Расширяющееся облако остатков взрыва сверхновой звезды из созвездия Волка. Изображение: NASA / ESA / Zolt Levay (STScI)

Сейчас авторы исследования считают, что ключом к доказательству взрыва сверхновой послужат радиоактивные изотопы плутония-244 и самария-146 (Pu-244 и Sm-146) в породах и окаменелостях, сформировавшихся во время девонского вымирания. Они вообще не встречаются на Земле и могли попасть сюда исключительно через космические взрывы. Теперь исследователям предстоит найти эти изотопы в окаменелых породах, образовавшихся на стыке девона и карбона.

Также в своей работе ученые предполагают, что в будущем взрывающиеся звезды могут быть опасны для жизни на Земле за счет возможной комбинации как мгновенных, так и отложенных эффектов. Если гипотеза верна, одна из наиболее вероятных угроз сейчас исходит от звезды Бетельгейзе, которая, правда, находится на расстоянии более 600 световых лет от Земли.