Eksplozija zvijezde prije otprilike 10 milijuna godina mogla je ostaviti mjerljiv trag u Zemljinim oceanima. Na to upućuje novo istraživanje objavljeno u časopisu Astronomy & Astrophysics, u kojem su znanstvenici povezali anomaliju u beriliju-10 iz Tihog oceana s mogućom supernovom udaljenom između 35 i 100 parseka od Zemlje, u nekada mnogo bližoj Orionovoj regiji. Rezultati pokazuju kako se povijest Sunčeva susjedstva može rekonstruirati kombinacijom geoloških arhiva i preciznog astrometrijskog kartiranja koje provodi svemirski teleskop Gaia.
Trag supernove u Tihom oceanu
U noivom znanstvenom radu, istraživači su analizirali uzorke berilija-10 (10Be) prikupljene u središnjem i sjevernom Pacifiku. Riječ je o radioaktivnom izotopu koji nastaje djelovanjem kozmičkih zraka i ima vrijeme poluraspada od oko 1,39 milijuna godina, što znači da se u tom razdoblju raspadne polovica početne količine. Zbog toga je 10Be osjetljiv pokazatelj pojačanog toka visokoenergetskih čestica u posljednjih nekoliko milijuna godina, kakav bi mogla izazvati relativno bliska supernova.
Kako bi provjerili postoji li poveznica s određenim izvorom u Mliječnoj stazi, autori su usporedili oceanske zapise 10Be s katalogom otvorenih skupova koji sadrži tisuće zvjezdanih skupina. Taj je katalog temeljen na astrometrijskim podacima misije Gaia iz objave podataka DR3, koja obuhvaća više od 1,8 milijardi zvijezda. Rekonstruirajući položaje i kretanje tih skupova unatrag u vremenu, znanstvenici su tražili one koje su se prije oko 10 milijuna godina nalazile dovoljno blizu Sunčevog sustava da bi udomile potencijalnu supernovu.
Analiza 10Be ukazuje na događaj koji se vremenski smješta u razdoblje između 9,0 i 11,5 milijuna godina u prošlosti, s vjerojatnim maksimumom oko prije 10 milijuna godina. Prema računalnim modelima, takvu bi anomaliju mogla objasniti supernova koja je eksplodirala na udaljenosti između 35 parseka (oko 114 svjetlosnih godina) i 100 parseka (oko 326 svjetlosnih godina) od Zemlje. Autori ističu da se kao mogući izvor nameće Orionova zvjezdotvorna regija, koja se tada nalazila znatno bliže Sunčevom sustavu nego danas.
U radu pišu: “Modeli pokazuju da se supernova na udaljenosti od oko 35 parseka ne može isključiti, a vjerojatnost takvog događaja raste ako se uzme veća udaljenost. U tim okvirima, zvjezdani skupovi ASCC20 i OCSN61 izdvajaju se kao najuvjerovatnija mjesta moguće eksplozije.” U radu dodaju da će buduća mjerenja 10Be u sedimentima i drugim kopnenim arhivima izvan Tihog oceana biti presudna. Trebat će pokazati je li riječ o signalu koji se pojavio u cijelom svijetu ili samo u ovom oceanu, što će pomoći da se razluči ima li anomalija prije svega zemaljsko objašnjenje ili potječe od astrofizičkog događaja, poput supernove.
Istraživanje tako ne donosi konačan dokaz, ali čvrsto zadržava scenarij obližnje supernove kao jedno od glavnih mogućih objašnjenja. Ujedno otvara prostor da se slične analize primijene na druge geološke arhive, poput ledenih jezgri ili sedimenata na različitim kontinentima.
Sigurne i opasne udaljenosti supernova
Razumijevanje utjecaja supernova na Zemlju ključno je za rekonstrukciju povijesti života i za procjenu uvjeta na potencijalno nastanjivim svjetovima u drugim planetarnim sustavima. Jedan od osnovnih parametara jest udaljenost eksplozije. Procjene pokazuju da supernove udaljene više od 150 parseka (oko 489 svjetlosnih godina) od Zemlje ne bi trebale imati nikakav učinak na biosferu.
Ako se eksplozija dogodi bliže, slika se mijenja. Pojačani tok kozmičkih zraka može izravno utjecati na živa bića, ali i dugotrajno mijenjati strukturu Zemljine atmosfere. Modeli upućuju na to da bi pojačano zračenje moglo potrajati između 10 000 i 100 000 godina, razdoblje dovoljno dugo da ostavi trag i u ekosustavima i u geološkim zapisima. Uz biološke učinke, supernove mogu potaknuti kemijske promjene u atmosferi i povezane promjene u klimi, kao i inducirati procese u litosferi koji su vidljivi u stratigrafiji.
Uz događaj star oko 10 milijuna godina, na koji se usredotočilo ovo istraživanje, postoje neovisni dokazi za još nekoliko epizoda u relativno nedavnoj prošlosti. Među njima se ističu supernove koje su se, prema geokemijskim tragovima, dogodile prije otprilike 2,6 milijuna godina te između 6 i 8 milijuna godina. U tim je slučajevima ključnu ulogu imao izotop željezo-60 (60Fe), također nastao u eksplozijama masivnih zvijezda, čije su čestice kasnije dospjele u Zemljine sedimente i na oceansko dno.
Takvi zapisi ne govore samo o utjecaju pojedinih eksplozija na Zemlju. Oni istodobno daju uvid u povijest nastanka i smrti zvijezda u Mliječnoj stazi, jer supernove prate razvoj masivnih zvijezda u spiralnim krakovima Galaksije. Uspoređivanjem geoloških tragova s dinamikom zvjezdanih skupova, kakvu rekonstruira Gaia, moguće je povezati epizode pojačanog zračenja s konkretnim regijama u galaktičkom disku.
Na kraju, ovakva istraživanja spajaju čitav niz znanstvenih područja. U analizu ulaze astrofizika i znanost o planetima, atmosferska kemija, geologija, klimatologija, biologija i kozmokemija. Drevni signali u tragovima izotopa poput 10Be i 60Fe pokazuju da je Zemlja duboko uronjena u širi galaktički okoliš, te da se povijest života i klime na našem planetu ne može u potpunosti razumjeti bez uvažavanja događaja koji se odvijaju stotinama svjetlosnih godina daleko
Ivan je novinar i autor koji piše o znanosti, svemiru i povijesti. Gostuje kao stručni sugovornik na Science Discovery i History Channelu te piše za Večernji list. Osnivač je Kozmos.hr, prvog hrvatskog portala posvećenog popularizaciji znanosti.
