Kosmiczne promieniowanie po wybuchu supernowej zmutowało wirusy w Afryce

Jezioro Tanganika, gigantyczny zbiornik wodny, rozciągający się na ponad 600 kilometrów wzdłuż Wschodnioafrykańskiego Rowu Tektonicznego, kryje w sobie wiele tajemnic. Jest najgłębszym jeziorem Afryki i magazynuje aż 16 proc. światowych zasobów słodkiej wody.

Między dwoma a trzema milionami lat temu liczba gatunków wirusów infekujących ryby w tym ogromnym jeziorze eksplodowała, a w nowym badaniu naukowcy z uniwersytetu UC Santa Cruz sugerują, że zdarzenie to zostało prawdopodobnie wywołane przez wybuch odległej gwiazdy.

Naukowcy zbadali izotopy żelaza, aby zidentyfikować supernową sprzed około 2,5 mln lat. Badacze połączyli tę eksplozję gwiazdy z falą promieniowania, która uderzyła w Ziemię mniej więcej w tym samym czasie, i twierdzą, że wybuch był wystarczająco silny, aby rozbić DNA istot żywych — prawdopodobnie powodując mutację wirusów w jeziorze Tanganika w nowe gatunki.

Wyniki badań opublikowano w czasopiśmie Astrophysical Journal Letters.

Badacze, pod kierunkiem Caitlyn Nojiri, skupili się na analizie izotopów żelaza, a konkretnie żelaza-60, które powstaje w wyniku eksplozji supernowych. Ten radioaktywny izotop, niczym kosmiczny zegar, pozwala datować odległe w czasie wydarzenia.

Naukowcy, badając osady z dna jeziora Tanganika, odkryli ślady dwóch "porcji" żelaza-60. Jedna pochodziła sprzed 6,5 mln lat, a druga sprzed 2-3 mln lat. To odkrycie naprowadziło ich na trop dwóch potężnych eksplozji gwiazd.

Skąd wzięło się żelazo-60 na Ziemi? Nasz Układ Słoneczny podróżuje przez przestrzeń kosmiczną, a obecnie znajduje się w tzw. Bąblu Lokalnym. Ziemia, wchodząc do tej bańki około 6,5 mln lat temu, natrafiła na obłok pyłu gwiezdnego, który "zasiał" na naszej planecie starszą partię żelaza-60.

Natomiast młodsza porcja pochodzi z eksplozji supernowej, która miała miejsce stosunkowo niedawno, z kosmicznego punktu widzenia, bo między 2 a 3 mln lat temu. Jak mówi Nojiri: Żelazo-60 to sposób, by śledzić, kiedy dochodziło do supernowych. Uważamy, że w ciągu dwóch do trzech milionów lat w pobliżu Ziemi miała miejsce supernowa.

Więcej o niezwykłych gwiazdach przeczytasz na Spider's Web:

Kiedy Nojiri i współpracownicy symulowali wybuch supernowej, odkryli, że uderzała w Ziemię promieniowaniem przez 100 000 lat po wybuchu. Model ten doskonale wyjaśnił skok promieniowania uderzającego w tym czasie w Ziemię, który od lat zastanawiał astronomów. 

Okazało się też, że promieniowanie kosmiczne bombardowało Ziemię z wystarczającą intensywnością, aby rozerwać nici DNA na pół. W międzyczasie naukowcy natknęli się na badanie różnorodności wirusów w jednym z jezior Wielkiego Rowu Afrykańskiego. Oba wydarzenia mają podobne ramy czasowe, co prowadzi do wniosku, że promieniowanie kosmiczne doprowadziło do mutacji wirusów w Afryce.

Hipoteza naukowców z UC Santa Cruz jest niezwykle intrygująca i otwiera nowe perspektywy na powiązania między Ziemią a kosmosem. Choć wymaga dalszych badań i potwierdzenia, już teraz pokazuje, jak kataklizmy kosmiczne mogą wpływać na ewolucję życia na naszej planecie, nawet w tak odległych i wydawałoby się odizolowanych miejscach, jak głębiny jeziora Tanganika.

Supernowa to spektakularny koniec życia masywnej gwiazdy. Supernowe mogą powstać na dwa główne sposoby. Kolaps grawitacyjny masywnej gwiazdy (supernowa typu II) ma miejsce gdy gwiazda o masie co najmniej 8 razy większej od Słońca zużyje swoje paliwo jądrowe, jej jądro zapada się pod wpływem grawitacji, co prowadzi do gigantycznej eksplozji. Pozostałością może być gwiazda neutronowa lub czarna dziura.

Wybuch białego karła (supernowa typu Ia) ma miejsce gdy biały karzeł w układzie podwójnym gromadzi materię od swojego towarzysza i przekroczy tzw. granicę Chandrasekhara (około 1,4 masy Słońca), dochodzi do termonuklearnej eksplozji.

W obu przypadkach wybuch jest tak jasny, że przez krótki czas supernowa może świecić jaśniej niż cała galaktyka, w której się znajduje. Wyrzucone w przestrzeń materie gwiazdy, bogate w cięższe pierwiastki, stają się budulcem dla nowych gwiazd i planet, przyczyniając się do ciągłego cyklu życia i śmierci we wszechświecie.