수년 동안 과학자들은 초신성이 지구의 삶에 미치는 영향을 연구 해 왔습니다. 초신성은 매우 강력한 사건이며, 지구와의 거리에 따라 대격변에서 결과에 이르기까지 다양한 결과를 초래할 수 있습니다. 그러나 지금 새로운 논문 뒤에있는 과학자들은 하나 이상의 초신성이 260 만 년 전 멸종 사건과 관련이 있다는 구체적인 증거가 있다고 말합니다.
약 260 만 년 전에 하나 이상의 초신성이 지구에서 약 50 파섹, 즉 약 160 광년 동안 폭발했습니다. 동시에, 지구에는 Pliocene 해양 대 동물 멸종이라 불리는 멸종 사건도있었습니다. 당시 지구상의 큰 해양 종의 최대 3 분의 1이 멸종되었으며, 대부분은 얕은 해안에 살고 있습니다.
“이번에는 다릅니다. 특정 시간에 근처의 사건에 대한 증거가 있습니다.” – 캔자스 대학교 Adrian Melott 박사.
새로운 논문은 초신성과 멸종의 관계를 이끌어 냈으며, 뮤온 (muon)이라 불리는 입자가 유죄 당사자임을 암시한다. 이 증거는 화석 기록뿐만 아니라 약 260 만 년 전에 지구에 퇴적 된 방사성 철의 층인 철 60이라는 층에 있습니다. 하나 이상의 초신성에 의해.
이 논문은 캔자스 대학 물리학과 천문학의 명예 교수 인 주 저자 인 Adrian Melott의 논문이며, 브라질의 São Carlos Universidade Federal de Saão Carlos의 공동 저자입니다. Melott는 보도 자료에서 15 년 동안 초신성이 지구에 미칠 수있는 영향을 연구 해 왔다고 말했다. 그러나이 백서는 훨씬 더 구체적이며, 폴리오 세인 멸종을 특정 초신성과 연계시킵니다. “이번에는 다릅니다. 우리는 특정 시간에 근처의 사건에 대한 증거를 가지고 있습니다.”라고 Melott는 말했습니다. "우리는 그들이 얼마나 멀리 있었는지 알기 때문에 실제로 그것이 지구에 어떤 영향을 미쳤는지 계산하고 그 당시 일어난 일에 대해 알고있는 것과 비교할 수 있습니다. 훨씬 더 구체적입니다."
그렇다면 이러한 특성은 무엇을 말해줍니까?
우선 철, 구체적으로 철 60을 이야기 해 봅시다. 철 60은 철 원소의 동위 원소입니다. 동위 원소는 단순히 핵에 다른 수의 중성자를 가진 원자입니다. 모든 철은 같은 수의 양성자 (26)와 같은 수의 전자 (26)를 갖지만 중성자의 수는 다를 수 있습니다. 지구상의 여기를 포함하여 우주에서 대부분의 철은 철 56입니다. 철 56은 26 개의 양성자와 30 개의 중성자로 이루어진 안정적인 핵을 가지고 있습니다. 철 56은 안정적이므로 방사능이 아니며 부식되지 않습니다.
그러나 여기 지구에는 26 개의 양성자와 34 개의 중성자를 포함하는 불안정한 핵이있는 Iron 60도 있습니다. 방사성 물질이며 붕괴되어 결국 니켈이됩니다. 지질 기록 전체에 걸쳐 다른 시간에 철 60 잔류 물이 있으며 약 260 만 년 전에 급증했습니다. 지구가 형성되었을 때 지구의 일부였던 철 60은 오래 전에 니켈로 붕괴되었을 것입니다. 남은 흔적이 없습니다.
“1990 년대 중반까지 사람들은‘철 60 번을 찾으십시오. 지구로 갈 수있는 다른 방법이 없기 때문에 초신성에서 비롯된 이야기입니다.”– 캔자스 대학교 Adrian Melott
따라서 6 천 6 백 6 십만 년 전에 철의 스파이크가 발생하면 어딘가에서 나왔을 것입니다. 그리고 그것은 어딘가에 공간이 될 수 있습니다. 그리고 초신성은 철 60을 만들어 우주를 통해 퍼질 수있는 유일한 것이기 때문에 초신성이어야합니다.
그러나 철 60은 큰 해양 동물을 죽이지 않았습니다. 물론, 방사성이지만 멸종의 원인은 아닙니다. 멸종과 동시에 초신성의 증거 일뿐입니다.
“초신성으로 인한 죽음”이론을 뒷받침하는 또 다른 증거가 있습니다. 우주에 거대한 거품이 생겼습니다.
이 기능은 성간 매체의 속이 빈 공동 인 로컬 버블 (Local Bubble)이라고합니다. 성간 매체는 은하 내에서 별 시스템 사이의 공간에 존재하는 물질과 방사선입니다. 기본적으로 가스, 먼지 및 우주 광선이며 태양계 사이의 공간을 채 웁니다.
로컬 버블은 하나 이상의 초신성에 의해 성간 매체에서 움푹 들어간 모양입니다. Antares 및 Beta Canis Majoris와 같은 별과 마찬가지로 태양계도 내부에 있습니다.
로컬 버블을 뚫을 수있는 다른 이벤트는 없습니다. 초신성이 폭발 할 때 충격파는 그 지역의 가스와 먼지를 제거하여 기포를 만듭니다. 기포가 완전히 비워지지 않았으며 매우 뜨겁고 밀도가 낮은 가스가 남아 있습니다. 그러나 대부분의 가스 구름은 사라졌습니다.
Melott는“우리는 성간 매체에 Local Bubble이 있습니다. “우리는 가장자리에 있습니다. 약 300 광년의 거대한 지역입니다. 기본적으로 매우 뜨겁고 밀도가 낮은 가스입니다. 거의 모든 가스 구름이 거의 쓸어 내지 않았습니다. 거품을 만드는 가장 좋은 방법은 초신성 전체가 거품을 더 크게 날려 버리는 것인데, 그것은 체인의 아이디어에 잘 맞는 것 같습니다.”
만약 Local Bubble과 Iron 60의 증거가 Pliocene 해양 거대 동물 멸종을 일으키는 여러 초신성의 발생을지지한다면, 그 멸종의 메커니즘은 정확히 무엇 이었습니까? 아이언 60은 할 수 없으며 우주에서 거품도 나올 수 없습니다. 무슨 일이야?
멜로 트와 그의 팀은이 모든 것이 무언 (muon)이라 불리는 아 원자 입자 (sub-atomic particle)로 귀결된다고 말했다.
"무온의 가장 좋은 설명은 매우 무거운 전자 일 것입니다. 그러나 무온은 전자보다 수백 배 더 무겁습니다." – Adrian Melott, Kanasas 대학의 수석 저자.
초신성이 지구에 아이언 60을 퍼 뜨렸을 때 우주에서 비가 내리는 것이 유일한 것은 아닙니다. 뮤온도있었습니다. 멜로 트에 따르면 뮤온은“중전 자”로 가장 잘 묘사 될 수있다. 우리는 우주에서 끊임없이 뮤온을 받고 있지만, 대부분은 우리와 상호 작용하고 끊임없이 충돌하는 방사선의 일부를 구성하는 이상한 것만으로도 무해하게 통과합니다.
멜로 트 박사는“무온에 대한 가장 좋은 설명은 전자가 매우 무겁지만 무론은 전자보다 수백 배 더 무겁다”고 말했다. “그들은 매우 관통하고 있습니다. 일반적으로 우리를 통과하는 많은 사람들이 있습니다. 거의 모든 것이 무해하게 통과하지만 방사선 량의 약 5 분의 1이 뮤온에 의해 나옵니다.”
그러나 그것은 초신성이 폭발했을 때 바뀌었다. 일반적인 배경 수보다 수백 배 더 많은 뮤온이 있었을 것입니다. 표면적이 더 큰 동물의 경우 방사선에 훨씬 더 많이 노출됩니다.
멜로 트 박사는“그러나이 우주 광선이 충돌 할 때 그 뮤온에 수백 배를 곱한다”고 말했다. “그들 중 일부만이 어떤 방식 으로든 상호 작용할 것이지만 그 수가 너무 많고 에너지가 너무 높으면 돌연변이와 암이 증가합니다. 이것이 주요 생물학적 효과가 될 것입니다. 우리는 인간의 크기에 따라 암 발병률이 약 50 % 증가 할 것으로 추정했습니다. 여러분이 클수록 클수록 악화됩니다. 코끼리 나 고래의 경우 방사선 량이 증가합니다.”
따라서 먼 초신성은 지구를 때리는 뮤온의 수를 엄청나게 증가시켜 암의 발병률을 높이며, 특히 큰 해양 동물에서 발생합니다. 그리고 동물이 물에 더 깊어 질수록 더 보호되어 있기 때문에 해안가 얕은 바다에서 더 큰 해양 동물에 대한 멸종은 부산물이었습니다.
Pliocene 해양 대 동물 멸종 중에는 특히 크고 악명 높은 해양 동물 중 하나가 멸종했습니다. 지구상에서 가장 크고 강력한 포식자 중 하나 인 Megalodon입니다.
메갈로돈은 스쿨 버스만큼 큰 고대 상어로 260 만 년 전에 멸종했습니다. 멜로 트는“260 만년 전에 일어난 멸종은 메갈로돈이었다. “대단한‘죠스 (Jaws)’에서 백상어를 상상해보십시오. 메가로 돈 (Megalodon)이지만 스쿨 버스의 크기와 비슷합니다. 그들은 그때 쯤에 사라졌습니다. 그래서 우리는 그것이 뮤온과 관련이 있다고 추측 할 수 있습니다. 기본적으로 생물이 클수록 방사선의 증가는 클 것입니다.”
멜로 트가 인정한 것처럼 여기에 몇 가지 추측이 있습니다. 빙하기의 결과로 바다의 냉각을 포함하여 멸종의 다른 이유가있을 수 있습니다. 빙하기 동안 해수면도 낮아 졌을 것인데, 이는 좋은 간호 지역을 잃었 음을 의미합니다.
당시 메갈로돈은 멸종 한 유일한 종은 아니 었습니다. 2017 년 논문에서 연구원들은 포유류, 해조 및 거북이를 포함한 다른 해양 거대 동물의 멸종을 기록했습니다. 그러나 하나 이상의 초신성이이 모든 것을 야기했을 수 있습니까?
지구는 당시 기후 변화의시기에 있었기 때문에 초신성과 기후 변화가 멸종에 미칠 수있는 개별적인 영향을 파악하기는 어렵습니다. 또 다른 연구는 Pliocene-Pleistocene 멸종과 다른 초신성 연결을 제안했습니다.
2002 년 연구에서 연구원들은 Local Bubble과 Earth 's Iron 60을보고, 둘 다 멸종의 요인이라고 결론지었습니다. 그러나 그들은 다른 메커니즘을 제시했다. 그들은 초신성이 지구에 부딪쳐서 먹이 사슬의 바닥에있는 작은 생물을 죽이고 그 결과 더 큰 해양 메가 파우 나가 죽었다고 말했다.
Melott와 그의 팀에게 초신성 뮤온 이론은 그 일부입니다. 캔사스 대학의 연구원은 초신성 또는 일련의 증거가 폴리오 세인-페리 스토 센 경계 멸종의 가능한 이유를 명확히하기위한“또 다른 퍼즐 조각”이라고 말했다.
멜로 트는“해상 메가 파운드 멸종에 대한 좋은 설명은 없었습니다. “이것은 하나 일 수 있습니다. 이 패러다임의 변화입니다. 우리는 무슨 일이 있었는지, 언제 일어 났는지 알기 때문에 처음으로 실제로 파고 들어 확실한 방법을 찾을 수 있습니다. 이제는 방사선의 영향이 이전에는 불가능했던 방식에 대해 확실하게 알 수 있습니다.”
- 과학 논문 : Pliocene 해양 메가 파우 나 멸종과 기능적 다양성에 미치는 영향.
- 보도 자료 : 연구원들은 Pleistocene의 새벽에 초신성이 대형 해양 동물을 죽였는 지 고려한다
- 과학 논문 : 가설 : 마지막 폴리오 세 초신성에서 뮤온 방사선 량과 해양 메가 파운드 멸종
- 과학 논문 : 인근 슈퍼 파 노바 폭발에 대한 증거
