Die UV-Strahlung einer nahe gelegenen Supernova kann zu Veränderungen im Leben auf der Erde führen.
Die beiden nächsten Supernovae, die vor etwa 2,5 und 8 Millionen Jahren explodierten, könnten zu einem dramatischen Abbau der Ozonschicht auf der Erde geführt haben, der viele Folgen für das Leben hatte.
Insbesondere vor 2,5 Millionen Jahren hat sich die Erde dramatisch verändert. Das Pliozän (heiße und milde Epoche) endete und das Pleistozän begann (Eiszeit). Natürliche Variationen in der Erdumlaufbahn und Schwankungen erklärten wahrscheinlich den Klimawandel, aber ein Supernova-Ereignis könnte Einblick in die Diversifizierung des Lebens in dieser Ära geben.
Es wird angenommen, dass die Supernova in einer Entfernung von 163-326 Lichtjahren von der Erde explodierte. Um die Skala zu verstehen, ist der nächste Stern Proxima Centauri 4,2 Lichtjahre entfernt.
Folgen für die Erde
Supernovae sind in der Lage, alle in der Nähe befindlichen bevölkerten Objekte zu sterilisieren, die sich auf dem Weg ihrer schädlichen ionisierenden Strahlung befinden. Können nahe gelegene Supernovae die Erdbiologie schädigen? Um dies zu verstehen, haben Wissenschaftler der Universität von Kansas biologische Effekte auf der Erdoberfläche modelliert, basierend auf Beweisen von nahe gelegenen Supernovae vor 2500 und 8 Millionen Jahren. Betrachtet man die Fossilien mit einem Alter von 2,5 Millionen Jahren, so stellt man eine dramatische Veränderung fest, wie bei der Landbedeckung. Dies zeigt sich besonders deutlich in Afrika, wo die Wälder durch Wiesen und Weiden ersetzt wurden. Zu dieser Zeit zeigen die Aufzeichnungen eine erhöhte globale Konzentration von Eisen-60 - ein radioaktives Isotop, das während der Supernova-Periode gebildet wird.
Global gemittelte Änderung der Ozondichte als prozentuale Differenz von 100, 300 und 1000 Jahren nach einer nahen Supernovaexplosion
Die Analyse hat gezeigt, dass Explosionen die Biologie beeinflussen. Beispielsweise hat sich die Artenzahl an der Grenze der betrachteten Epochen verändert. Größere Massenaussterben wurden nicht registriert, aber höhere Aussterberaten wurden insgesamt beobachtet.
Nicht ganz tödlich.
Wie wirkt sich eine Supernova auf die Erde aus? Die Antwort liegt in der Atmosphäre. Die Ozonschicht schützt die gesamte Biologie vor schädlicher, genetisch veränderter UV-Strahlung. Aktuelle Analysen der Atmosphärenchemie und des Strahlungstransfers haben unter Verwendung globaler Klimamodelle gezeigt, wie der Fluss der kosmischen Strahlung von Supernovae die Erdatmosphäre, nämlich die Ozonschicht, verändert.
Es ist wichtig zu beachten, dass die kosmischen Strahlen von Supernovae nicht alles auf ihrem Weg zerstören. Das intergalaktische Medium arbeitet als Sieb und verlangsamt seinen Fortschritt für Hunderttausende von Jahren. Teilchen mit höherer Energie gelangen in unsere Atmosphäre und kommen mit der Atmosphäre in Kontakt. Das Modell zeigte einen Ozonabbau in Intervallen von 100, 300 und 1000 Jahren, nachdem die anfänglichen Partikel in die atmosphärische Schicht eingedrungen waren. Interessanterweise war der 300-Jährige am stärksten erschöpft (26%).
Eine der letzten Supernovae, die in der Milchstraße explodierte. Dies ist der Rest der Supernova Cassiopaea, die vor mehr als 300 Jahren in einer Entfernung von 11.000 Lichtjahren explodierte.
Mischeffekte
Die Reduzierung des Ozonspiegels kann ein Problem für das irdische Leben sein. Wissenschaftler haben mehrere mögliche biologisch schädliche Wirkungen (Hautkrebs, Katarakte, Hemmung der Photosynthese, Schädigung von Pflanzen) in verschiedenen Breiten aufgrund eines Anstiegs der UV-Strahlen untersucht. Die Analyse ergab, dass der Schaden in alle Richtungen zunahm und mit dem Breitengrad zunahm. Die Auswirkungen sind jedoch nicht für alle Organismen gleichermaßen schädlich. Zum Beispiel haben minimale Veränderungen das Plankton berührt. Die Ergebnisse weisen auch auf ein erhöhtes Risiko für Sonnenbrand und Hautkrebs bei Menschen hin. Daher verursachen Supernovae kein Massensterben, sondern wirken auf einer subtileren Ebene und aktivieren die Kette von Veränderungen.
