附近超新星爆炸可能影响了人类进化 [视频]

天文学家已经确定了地球附近最近一次恒星爆炸发生的时间和地点,表明它们可能影响了我们星球上生命的发展

计算机模拟显示220万年前与银河系中的本地(前景)和环 I 超级气泡相关的铁-60的质量密度分布。地球附近的白色-红色区域(未按比例绘制)代表最近超新星爆炸喷射出的物质。

迈克尔·舒尔赖希

研究人员表示,距离地球最近的超新星可能向地球辐射了足够的辐射,从而影响了人类的进化。

超新星最强大的恒星爆炸。这些来自巨大垂死恒星的爆发,在宇宙边缘都可见,并且亮度足以短暂地盖过其所在星系中的所有恒星。

50多年来,科学家们一直认为,附近的恒星烟火可能会通过破坏全球气候甚至引发大规模灭绝来影响地球上的生命。先前的研究计算出,在距离地球约325光年范围内发生的超新星(预计每200万至400万年发生一次)可能会将放射性碎片沉积在这个星球上。(从透视角度来看,太阳最近的恒星邻居距离约4.3光年。)[超新星照片:恒星爆炸的精彩图像]


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1999年,研究人员在深海岩石中发现了大量的轻微放射性铁,称为铁-60,这表明超新星确实向地球喷洒了放射性物质。超新星会产生大量的铁-60,而其他产生铁-60的自然方法只能产生十分之一的量。

先前的研究表明,在距离地球约30至45光年范围内爆炸的超新星的高能粒子对地球上的生命将是灾难性的。然而,先前的研究还估计,足够接近以引起大规模灭绝的爆炸非常罕见,“大约每数十亿年发生一次”,研究合著者、堪培拉澳大利亚国立大学的核物理学家安东·沃尔纳告诉Space.com。

现在,研究人员已经确定了最近距离地球最近的超新星可能发生的时间和地点,并发现它们发生的时间足够近,有可能影响了人类的进化。

科学家们调查了“本地气泡”的起源,即地球太阳系所在的银河系区域。这项研究的主要作者、柏林理工学院的天体物理学家迪特·布赖施韦特说,本地气泡的尺寸约为600 x 600 x 1200光年,受到来自高达180万华氏度(100万摄氏度)的热等离子体的X射线微弱照射,这可能来自一系列超新星。[我们银河系的壮丽照片(图库)]

研究人员专注于深海岩石中铁-60的起源,这些铁-60可能来自大约220万年前距离地球195至425光年的一颗或多颗超新星。

 

 

布赖施韦特告诉Space.com:“我们可以进行一种银河考古学——像陆地考古学家一样,我们在某处挖掘以寻找过去事件的踪迹。”

研究小组的成员使用超级计算机模型来计算垂死恒星的可能质量以及这种放射性物质所采取的复杂轨迹,从而能够确定爆炸最可能发生的时间和地点——两次超新星发生在距离太阳约290至325光年之间。

布赖施韦特说:“运行几个模型总共花费了我们大约三到四年。”

布赖施韦特和他的同事估计,这两颗超新星中较近的一颗起源于质量约为太阳的9.2倍的恒星,发生在约230万年前。另一颗超新星起源于质量约为太阳的8.8倍的恒星,发生在约150万年前。(相比之下,已知最古老的智人属成员——包括现代人类智人——可以追溯到约280万年前。)

研究人员说,这些爆炸是为本地气泡提供热等离子体的14至20颗超新星中的两颗。其他超新星也可能向地球喷洒了铁-60,但由于它们发生的时间更远更久,因此程度较小。

在一项新的独立研究中,沃尔纳和他的同事专注于来自大西洋、太平洋和印度洋的深海岩石,这些岩石的铁-60水平大约是平均水平的40倍。检测到这种铁-60很困难——充其量,“这种地外放射性铁-60在我们样品中的含量比地球上的稳定铁少一百万亿倍,”领导第二项研究的沃尔纳说。“我们需要极其灵敏的单原子计数技术来识别这些铁-60原子,”他说。

研究人员发现,这种放射性碎片在两次相对近期的事件中被星际尘埃颗粒带到了地球——一次是在150万到320万年前,另一次是在650万到870万年前。他们认为,这些超新星距离不到300光年,足够近到可以在白天看到,并且亮度与月亮相当。这种铁-60可能来自直接喷洒到太阳系的超新星,但也可能是太阳系穿过了被多个超新星遗迹污染的星际云,研究人员说。

尽管沃尔纳指出,他和他的同事调查的超新星可能不够接近地球以引起大规模灭绝,但他表示,这些爆炸产生的辐射可能影响了地球的气候。例如,他指出,他们发现的较早的事件恰好与大约800万年前中新世晚期的温度变化相吻合,当时地球的动物群发生了全球性的变化。此外,较近期的事件发生的时间大约是地球开始变冷的时候,大约在300万年前的上新世末期——这种气候变化可能有助于促进人类血统的兴起。

此外,布赖施韦特指出,这些爆炸产生的辐射也可能引发地球上生物的突变。“突变率的增加可能直接影响了进化——例如,大脑尺寸的增加,”布赖施韦特说。

未来,沃尔纳和他的同事将尝试准确地确定超新星铁-60落到地球上的时间,以便更好地了解它是否可能影响了这里的生命,沃尔纳说。

科学家们在4月7日出版的《自然》杂志的两篇独立论文中详细介绍了他们的发现。

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