La explosión de estrellas puede haber causado una extinción masiva en la Tierra, muestra un estudio

 Investigadores, dirigidos por el Profesor Brian Fields, plantean una hipótesis sobre la extinción masiva del período Devónico tardío, hace 359 millones de años. Sugieren que una supernova a unos 65 años luz de distancia puede haber contribuido al agotamiento del ozono y así contribuir a la extinción masiva. En la foto se muestra una simulación de una supernova cercana que choca con el viento solar y lo comprime.  La órbita de la Tierra, el círculo azul punteado y el Sol, el punto rojo, se muestran a escala.
Gráfico cortesía de Jesse Miller
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Imagine leer a la luz de una estrella explotada, más brillante que una Luna Llena. Puede ser divertido pensar en ello, pero esta escena es el preludio de un desastre cuando la radiación devasta la vida tal como la conocemos. Los rayos cósmicos asesinos de las supernovas cercanas podrían ser los culpables de al menos un evento de extinción masiva, dijeron los investigadores. Encontrar ciertos isótopos radiactivos en el registro de rocas de la Tierra podría confirmar este escenario.

Jesse Miller, izquierda, Zhenghai Liu, sentado, Adrienne Ertel y el Profesor Brian Fields.
Foto de L. Brian Stauffer.

Un nuevo estudio explora la posibilidad de que los eventos astronómicos sean responsables de un evento de extinción que ocurrió hace 359 millones de años. Esto corresponde al límite entre los períodos Devónico y Carbonífero. La investigación fue dirigida por el Profesor de Física y Astronomía Brian Fields,de la Universidad de Illinois, Urbana-Champaign.

El artículo se publica en Proceedings of the National Academy of Sciences.

El equipo se concentró en el límite Devónico-Carbonífero porque esas rocas contienen cientos de miles de generaciones de esporas quemadas. Parecen haber sido quemadas por la luz ultravioleta, evidencia de un evento duradero de agotamiento del ozono.

“Las catástrofes terrestres, como el vulcanismo a gran escala y el calentamiento global, también pueden destruir la capa de ozono. Pero la evidencia de ello no es concluyente para el intervalo de tiempo en cuestión”, dijo Fields. «En cambio, proponemos que una o más explosiones de supernovas, podrían haber sido responsables de la pérdida prolongada de ozono. Dichas supernovas deben haberse ubicado a 65 años luz de la Tierra».

«Poniéndolo en perspectiva, una de las amenazas de supernova más cercanas hoy en día es la estrella Betelgeuse. Se encuentra a más de 600 años luz de distancia y mucho más allá de la distancia de muerte de 25 años luz». Agregó la estudiante graduada y coautora del estudio Adrienne Ertel.

 El equipo exploró otras causas astrofísicas del agotamiento del ozono, como impactos de meteoritos, erupciones solares y estallidos de rayos gamma. “Pero estos eventos terminan rápidamente y es improbable que causen el agotamiento duradero de la capa de ozono que ocurrió al final del período Devónico”. Afirmó el estudiante de posgrado y coautor del estudio Jesse Miller.

Una supernova, por otro lado, ofrece un doble golpe, dijeron los investigadores. La explosión inmediatamente baña la Tierra con rayos ultravioletas, rayos X y rayos gamma dañinos. Luego, la explosión de escombros de supernova golpea al Sistema Solar. Somete al planeta a una irradiación de larga duración de rayos cósmicos acelerados por la supernova. El daño a la Tierra y su capa de ozono puede durar hasta 100.000 años.

Sin embargo, la evidencia fósil indica una disminución de 300,000 años en la biodiversidad, que condujo a la extinción masiva del Devónico-Carbonífero. Esto sugiere la posibilidad de múltiples catástrofes, tal vez incluso múltiples explosiones de supernovas. «Esto es completamente posible», dijo Miller. «Las estrellas masivas suelen aparecer en cúmulos con otras estrellas masivas, y es probable que se produzcan otras supernovas poco después de la primera explosión».

El equipo dijo que la clave para demostrar que ocurrió una supernova sería encontrar los isótopos radiactivos plutonio-244 y samario-146. Deberían estar presentes en las rocas y fósiles depositados en el momento de la extinción.“Ninguno de estos isótopos se encuentra naturalmente en la Tierra hoy en día. La única forma en que pueden llegar aquí es a través de explosiones cósmicas”, dijo el estudiante de pregrado y coautor Zhenghai Liu.

Las especies radiactivas nacidas en la supernova son como plátanos verdes, dijo Fields. “Cuando ves bananas verdes en Illinois, sabes que son frescas y sabes que no crecieron aquí. Como los plátanos, Pu-244 y Sm-146 decaen con el tiempo. Entonces, si encontramos estos radioisótopos en la Tierra hoy, sabemos que son frescos y no de aquí, los plátanos verdes del mundo de los isótopos. Por lo tanto, las armas humeantes de una supernova cercana «.

Los investigadores aún tienen que buscar Pu-244 o Sm-146 en rocas del límite Devónico-Carbonífero. Ellos dijeron que su estudio tiene como objetivo definir los patrones de evidencia en el registro geológico que apuntarían a explosiones de supernovas.

«El mensaje general de nuestro estudio es que la vida en la Tierra no existe de forma aislada», dijo Fields. «Somos ciudadanos de un cosmos más grande, y el cosmos interviene en nuestras vidas, a menudo de manera imperceptible, pero a veces con ferocidad».

También participaron en el estudio científicos de las siguientes Universidades:

  • Universidad de Kansas.
  • Kings College, Reino Unido.
  •  La Organización Europea de Investigaciones Nucleares, Suiza. 
  • El Instituto Nacional de Física Química y Biofísica de Estonia.
  • La Academia de la Fuerza Aérea de los Estados Unidos.
  • La Universidad de Washburn.

El Consejo de Instalaciones de Ciencia y Tecnología y el Consejo de Investigación de Estonia apoyaron este estudio. Fields también está afiliado al Centro de Estudios Avanzados del Universo de Illinois .

Fuente: Universidad de Illinois en Urbana-Champaign.

Artículo original: «Exploding stars may have caused mass extinction on Earth, study shows». Lois E. Yoksoulian. August 18, 2020.

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La radiación ultravioleta de una supernova cercana puede haber provocado cambios en la vida en la Tierra. 
Crédito de la imagen:
David Aguilar (CfA).

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En particular, hace dos millones y medio de años la Tierra estaba cambiando drásticamente. El Plioceno, que fue una época cálida y templada, estaba terminando y comenzaba el Pleistoceno, era de repetidas glaciaciones conocida como la Edad de Hielo . Las variaciones naturales en la órbita y la oscilación de la Tierra probablemente explicaron el cambio en el clima. El evento simultáneo de una supernova podría proporcionar información sobre la diversificación de la vida durante esta época.

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Las supernovas bombardearon la Tierra con energía cósmica comenzando hace unos 8 millones de años, con un pico hace 2.6 millones de años. Se inicio entonces una avalancha de electrones en la atmósfera inferior activando una cadena de eventos que posiblemente terminó con homínidos bípedos. Como el homo habilis, apodado «hombre hábil», según lo propone el siguiente trabajo.

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