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超新星260万年前可能已经消灭了海洋的大型动物

多年来,科学家们一直在研究超新星如何影响地球上的生命。超新星是非常强大的事件,并且取决于它们与地球的接近程度,它们可能会产生从灾难到无关紧要的后果。但现在,一篇新论文背后的科学家表示,他们有一些具体的证据表明,一个或多个超新星与260万年前的灭绝事件有关。

大约260万年前,一个或多个超新星爆发了大约50秒差距,或大约160光年远离地球。与此同时,地球上也发生了灭绝事件,称为上新世海洋巨型动物灭绝。当时地球上多达三分之一的大型海洋物种被消灭,其中大部分生活在浅海岸水域。

在新的论文绘制超新星和灭绝之间的联系,并建议粒子称为介子是有罪者。证据不仅存在于化石记录中,而且还存在于大约260万年前沉积在地球上的一层放射性铁中,称为铁60。证据也在太空中,以一个或多个超新星创造的膨胀气泡特征的形式出现。

该论文来自堪萨斯大学物理学和天文学名誉教授Adrian Melott,以及巴西联邦圣保罗大学的共同作者。梅洛特在一份新闻稿中说,15年来他一直在研究超新星对地球的影响。但是这篇论文更加具体,并将上新世的灭绝与特定的超新星联系起来。“这次,情况有所不同。我们在特定时间有附近事件的证据,“Melott说。“我们知道他们离我们有多远,所以我们实际上可以计算出它会如何影响地球并将其与我们对当时发生的事情进行比较 - 它更为具体。”

那么这些细节告诉我们什么呢?

首先,让我们谈谈铁,特别是铁60.铁60是元素铁的同位素。同位素只是原子核中具有不同数量中子的原子。所有的铁具有相同数量的质子-26-和相同数量的电子,也是26.但是它的中子数可以变化。宇宙中的大部分铁,包括地球上的铁,都是铁56.铁56具有26个质子和30个中子的稳定核。铁56是稳定的,这意味着它不具有放射性并且不会腐烂。

但是在地球上,还有一些铁60,其中一个不稳定的核包含26个质子和34个中子。它是放射性的,并且衰变到最终变成镍。整个地质记录中不同时间都有铁60残留物,大约260万年前出现大幅飙升。但事情就是这样:当地球形成时,任何成为地球一部分的铁60都会在很久以前腐烂成镍。没有留下任何痕迹。

因此,如果260万年前有60亿铁,那就必须来自某个地方。那个地方只能是空间。因为超新星是唯一可以制造铁60并通过太空扩散出来的东西,它必须来自超新星。

但铁60并没有杀死大型海洋动物。当然,它具有放射性,但它并不是灭绝背后的罪魁祸首。这只是灭绝同时超新星的证据。

还有另一个证据支持“超新星死亡”理论:一个巨大的太空泡泡。

该特征称为局部气泡,是星际介质中的挖空腔。星际介质是存在于恒星系统之间,星系内的空间中的物质和辐射。它基本上是气体,尘埃和宇宙射线,它填补了太阳系之间的空间。

局部气泡是由一个或多个超新星从星际介质中挖空的形状。我们的太阳系就在其内部,像Antares和Beta Canis Majoris这样的明星也是如此。

没有其他事件可以掏空本地泡泡。当超新星爆炸时,冲击波会清除其区域内的气体和灰尘,从而产生气泡。气泡并非完全是空的,其中留有一些非常热且非常低密度的气体。但是大部分的气体云已经消失了。

“我们在星际媒介中有本地泡沫,”梅洛特说。“我们正处于优势地位。这是一个长约300光年的巨大地区。它基本上是非常热的,非常低密度的气体 - 几乎所有的气体云都已被扫除。制造像这样的泡沫的最好方法是将一大堆超新星吹得越来越大,这看起来很符合链条的想法。“

因此,如果局部气泡和铁60的证据支持导致上新世海洋巨型动物灭绝的多个超新星的出现,那灭绝的机制到底是什么?铁60不能做到,也不能在太空中冒泡。所以发生了什么事?

梅洛特和他的团队说这一切都归结为称为μ子的亚原子粒子。

当超新星在地球上传播铁60时,它不是唯一从太空降下来的东西。还有μ子。根据Melott的说法,Muons最好被描述为“重电子”。虽然我们经常从太空接收到μ子,但是大多数都是无害地穿过我们,只有奇怪的人与我们互动并构成了我们不断被轰炸的辐射的一部分。

“对μ子的最佳描述将是一个非常重的电子 - 但μ子的质量是电子的几百倍,”Melott说。“他们非常具有穿透力。即便如此,也有很多人经过我们。几乎所有这些都无害地通过,但我们的辐射剂量的五分之一来自μ介子。“

但是当超新星爆炸时,情况发生了变化。将比正常背景数多出数百倍μ子。对于具有较大表面积的较大动物,这意味着更大的辐射暴露。

“但是,当这波宇宙射线袭来时,将这些μ子倍增,”梅洛特说。“它们中只有一小部分会以任何方式相互作用,但当数量如此之大且能量如此之高时,你会得到更多的突变和癌症 - 这些将是主要的生物学效应。我们估计,对于像人类这样大小的东西,癌症发病率会上升50%左右 - 你越大,就越糟糕。对于大象或鲸鱼,辐射剂量会上升。“

因此,遥远的超新星导致地球上的μ子数量大幅增加,从而提高了癌症的发病率,特别是在大型海洋动物中。而且,由于动物在水中越深,它受到的保护越多,在较浅的沿海水域中较大的海洋动物的灭绝是副产品。

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