В новом исследовании, представленном в The Astrophysical Journal Letters, учёные изучили, сколько энергии достигло Земли в результате взрывов сверхновых и как это излучение могло повлиять на жизнь на Земле.
Взрывы сверхновых отвечают за создание некоторых тяжёлых элементов, включая железо, которое выбрасывается в космос взрывом. На Земле в отложениях морского дна есть два скопления изотопа железа 60Fe, возраст которых учёные относят примерно к 2–3 миллионам лет назад и примерно к 5–6 миллионам лет назад.
Взрывы, в результате которых образовалось железо, также обрушили на Землю космическую радиацию. Учёные рассчитали количество радиации от нескольких сверхновых в Местном пузыре и обнаружили, что доза радиации могла быть достаточно сильной, чтобы вызвать двухцепочечные разрывы ДНК. Это серьёзное повреждение, которое может привести к хромосомным изменениям и даже гибели клеток.
Но есть и другие эффекты с точки зрения развития жизни на Земле. Двухцепочечные разрывы ДНК могут потенциально приводить к мутациям и скачку в диверсификации видов. В статье 2024 года показано, что «скорость диверсификации вирусов в африканском озере Танганьика ускорилась 2–3 млн лет назад». Может ли это быть связано с излучением SN? «Было бы интересно лучше понять, можно ли это объяснить увеличением дозы космической радиации, которое, как мы прогнозируем, произошло в этот период», — заявляют авторы.
Излучение SN не было достаточно мощным, чтобы вызвать вымирание. Но оно могло быть достаточно мощным, чтобы вызвать больше мутаций, которые могли бы привести к большему разнообразию видов. Радиация всегда является частью окружающей среды. Она возрастает и падает по мере движения Земли по галактике. Каким-то образом она должна быть частью уравнения, которое создало разнообразие жизни на нашей планете.
«Несомненно, что космическое излучение является ключевым фактором окружающей среды при оценке жизнеспособности и эволюции жизни на Земле, и ключевой вопрос касается порога, при котором излучение становится благоприятным или вредным триггером при рассмотрении эволюции видов», — пишут авторы.
На сегодняшний день не до конца понятно, как именно радиация влияет на биологию, какие пороги могут быть установлены и как они могут меняться со временем. «Точный порог может быть установлен только при чётком понимании биологических эффектов космической радиации (особенно мюонов, которые доминируют на уровне земли), которые остаются крайне неизученными», — пишут ведущий автор Кейтлин Ноджири из Калифорнийского университета в Санта-Крузе и её соавторы.
Исследование показывает, что наша космическая среда оказывает мощное воздействие на жизнь Земли. Излучение сверхновой могло повлиять на скорость мутаций в критические моменты истории Земли, помогая формировать эволюцию. Без взрывов сверхновых жизнь на Земле могла бы выглядеть совсем иначе. Возможно, что в далёком прошлом взрывы сверхновых сыграли роль в эволюционной цепочке, которая привела к жизни на Земле такой, какой мы её знаем.