超新星爆炸不僅釋放大量能量,還為宇宙注入重元素,甚至可能對地球生命產生深遠影響。科學家在地球海底沉積物發現鐵同位素 60Fe 兩次聚積,一次是約 200 萬至 300 萬年前,另一次約 500 萬至 600 萬年前。兩次鐵聚積都與超新星爆炸有關。
提交《天體物理學期刊快報》(The Astrophysical Journal Letters)審核的論文,科學家研究爆炸能量到達地球的程度及輻射影響地球生命的可能性。研究員表示:「約200萬到300萬年前60Fe峰值可能來自天蠍─半人馬座星協(距離約140秒差距)或杜鵑─時鐘座星協(距離約70秒差距)超新星爆炸的直接影響。約500萬到600萬年前60Fe峰值可能是因太陽系進入氣泡時聚積。」
地球不僅直接受超新星爆炸輻射影響,還受「本地泡」影響。本地泡是由一群大質量、高溫且壽命短的OB星創造,釋放出強風使星際介質形成氣泡,寬約1,000光年,地球500萬至600萬年前進入本地泡。本地泡並非寧靜之地,需多次超新星爆炸才能創造出氣泡。作者指1,500萬年來,共發生15次超新星爆炸,至少九次發生在600萬年內。
▲ 本地泡形成以及太陽系進入本地泡的過程。
研究認為,這些來自超新星的宇宙輻射可能足以對地球生命產生影響,特別是DNA雙鏈斷裂可能導致基因突變,進而推動物種多樣化。約200萬到300萬年前的超新星輻射可能與非洲坦干伊喀湖的病毒多樣化加速有關,進一步表明宇宙輻射對生命演化的潛在影響。
儘管輻射並不足以導致大規模滅絕,但可能促進了生命的突變率上升,並對物種的演化和地球生命的多樣性產生了重大影響。然而,至今科學家對輻射的具體生物學效應還缺乏充分理解,尤其是來自宇宙射線的介子的影響仍未明確。
這項研究表明,宇宙環境在地球生命演化中發揮著重要作用,超新星爆炸也可能曾在遠古時期扮演了推動地球生命演化的角色。