Promienie kosmiczne z eksplozji supernowych wielokrotnie bombardowały Ziemię. Ich ślady widać w drzewach
Supernowe to jedne z najbardziej energetycznych eksplozji we wszechświecie. W momencie wybuchu, starzejąca się masywna gwiazda przez chwilę staje się jaśniejsza od całej galaktyki, w której się znajduje, a jednocześnie w ciągu kilku miesięcy jest w stanie uwolnić tyle energii ile słońce uwolni przez całe swoje życie.
W momencie eksplozji z gwiazdy wyrzucane są olbrzymie ilości materii, wysokoenergetycznych promieni kosmicznych i nowo zsyntetyzowanych pierwiastków. Gdyby supernowa wybuchła w odległości kilkudziesięciu lat świetlnych, mogłaby doprowadzić do masowego wymierania na całej Ziemi. Nasze szczęście, że w naszym najbliższym otoczeniu nie ma aktualnie żadnej gwiazdy w tak podeszłym wieku, aby mogła nam zagrozić w ten sposób.
Nie oznacza to jednak, że Ziemia w żaden sposób nie odczuwa eksplozji gwiazd odległych o tysiące lat świetlnych stąd. Wysokoenergetyczne promieniowanie dociera do Ziemi z bardzo dużych odległości i ma znaczący wpływ na chroniącą nas warstwę ozonową.
Poszukajmy supernowych w drzewach, a co?
Badania przeprowadzone przez naukowców z Uniwersytetu Stanu Kolorado w Boulder wskazują, że eksplozje stosunkowo bliskich supernowych pozostawiły swój ślad w słojach drzew rosnących na Ziemi. W jaki sposób?
Rozbija się o węgiel-14, który jest promieniotwórczym izotopem węgla składającym się z 6 protonów i 8 neutronów. Pierwiastka tego za dużo na Ziemi nie ma. Powstaje on w górnych warstwach atmosfery gdy promienie kosmiczne bombardują atmosferę naszej planety. Jest to proces bezustanny, a więc ilość węgla-14 w atmosferze Ziemi jest mniej więcej taka sama.
Czasami jednak, na przestrzeni tysięcy lat, ilość węgla-14 w atmosferze rośnie. Skoro drzewa pochłaniają dwutlenek węgla, to i pochłaniają też radiowęgiel. Gdy jego ilość w atmosferze rośnie, to i drzewa go więcej pochłaniają co widać w poszczególnych słojach drzew. Na przestrzeni ostatnich czterdziestu tysięcy lat wystąpiło kilka takich wzrostów ilości C-14 w atmosferze. Trwające po kilka lat wzrosty mogły być spowodowane przez rozbłyski słoneczne, ale także przez supernowe. Eksplozje stosunkowo bliskich gwiazd mogły skąpać Ziemię w dużej ilości promieni słonecznych, które z kolei uderzając w naszą atmosferę odpowiadały za wzrost produkcji C-14, który następnie drzewa pochłaniały w zwiększonej ilości.
Analizując pozostałości po supernowych pozostałe po eksplozjach supernowych, badacze stworzyli katalog pobliskich supernowych, które eksplodowały na przestrzeni ostatnich 40 000 lat. Po uwzględnieniu dzielących nas od nas odległości i czasu potrzebnego na dotarcie do Ziemi promieni wyemitowanych podczas eksplozji badacze porównali je ze wzrostem ilości C-14 w drewnie z danego okresu.
Okazało się, że wzrosty pasują do ośmiu najbliższych supernowych. 13 000 lat temu, w odległości 815 lat świetlnych od Ziemi eksplodowała gwiazda. Była to tak zwana Supernowa Żagla. Nieco później ilość C-14 na Ziemi wzrosła o 3 procent, co jest znaczącym przyrostem.
Czy tu na pewno jest związek przyczynowo-skutkowy?
Nie wiadomo. Sam fakt „dopasowania” jednych danych do drugich nie mówi nic o ich wzajemnej zależności. Badacze zauważają też, że szacunki dotyczące wieku pozostałości po supernowych też obarczone są sporym marginesem błędu. Nie zmienia to jednak faktu, że związek ten jest interesujący. Dlatego też badacze chcą dokładniej przyjrzeć się danym archiwalnym.
Miejmy nadzieję, że w najbliższym czasie (setek, tysięcy lat) nie będziemy mieli kolejnej okazji do obserwowania tych zmian na żywo.
