Por muitos anos, os cientistas estudam como as supernovas podem afetar a vida na Terra. As supernovas são eventos extremamente poderosos e, dependendo de quão próximas elas estejam da Terra, elas podem ter consequências que variam do cataclísmico ao inconseqüente. Mas agora, os cientistas por trás de um novo artigo dizem ter evidências específicas ligando uma ou mais supernovas a um evento de extinção há 2,6 milhões de anos.
Cerca de 2,6 milhões de anos atrás, uma ou mais supernovas explodiram cerca de 50 parsecs, ou cerca de 160 anos-luz, da Terra. Na mesma época, houve também um evento de extinção na Terra, chamado extinção da megafauna marinha do Plioceno. Até um terço das grandes espécies marinhas da Terra foram exterminadas na época, a maioria delas vivendo em águas costeiras rasas.
"Desta vez, é diferente. Temos evidências de eventos próximos em um horário específico. ” - Dr. Adrian Melott, Universidade do Kansas.
O novo artigo estabelece uma ligação entre as supernovas e a extinção e sugere que partículas chamadas múons foram os culpados. A evidência não está apenas no registro fóssil, mas em uma camada de um tipo radioativo de ferro depositado na Terra cerca de 2,6 milhões de anos atrás, chamado Iron 60. A evidência também está no espaço, na forma de um recurso de bolha em expansão criado por uma ou mais supernovas.
O artigo é do autor principal Adrian Melott, professor emérito de física e astronomia da Universidade do Kansas e co-autor da Universidade Federal de São Carlos, no Brasil. Melott disse em um comunicado de imprensa que há 15 anos estuda os efeitos que as supernovas poderiam ter na Terra. Mas este artigo é muito mais específico e vincula a extinção do Plioceno a supernovas específicas. "Desta vez, é diferente. Temos evidências de eventos próximos em um horário específico ”, disse Melott. "Sabemos a que distância eles estavam, para podermos calcular como isso afetaria a Terra e compará-lo com o que sabemos sobre o que aconteceu naquele momento - é muito mais específico."
Então, o que essas especificidades nos dizem?
Primeiro de tudo, vamos falar de ferro, especificamente, ferro 60. O ferro 60 é um isótopo do elemento ferro. Um isótopo é simplesmente um átomo com um número diferente de nêutrons em seu núcleo. Todo ferro tem o mesmo número de prótons - 26 - e um número igual de elétrons, também 26. Mas o número de nêutrons pode variar. A maior parte do ferro no universo, inclusive aqui na Terra, é ferro 56. O ferro 56 tem um núcleo estável de 26 prótons e 30 nêutrons. O ferro 56 é estável, o que significa que não é radioativo e não decai.
Mas aqui na Terra, há também algum ferro 60, com um núcleo instável contendo 26 prótons e 34 nêutrons. É radioativo e decai para se tornar níquel. Há resíduos de ferro 60 em momentos diferentes ao longo do registro geológico, com um grande aumento em cerca de 2,6 milhões de anos atrás. Mas eis o seguinte: qualquer ferro 60 que fazia parte da Terra quando a Terra se formou há muito tempo decaiu em níquel. Não havia mais vestígios dele.
“Já em meados dos anos 90, as pessoas diziam:“ Ei, procure ferro-60. É revelador, porque não há outra maneira de chegar à Terra a partir de uma supernova. '”- Adrian Melott, Universidade do Kansas.
Portanto, se há um pico de ferro 60 2,6 milhões de anos atrás, ele tinha que vir de algum lugar. E que em algum lugar só poderia haver espaço. E como as supernovas são a única coisa que pode criar ferro 60 e espalhá-lo pelo espaço, deve ser de uma supernova.
Mas o ferro 60 não matou os grandes animais marinhos. Claro, é radioativo, mas não é o culpado por trás da extinção. É apenas evidência de uma supernova ao mesmo tempo que a extinção.
Há outra evidência apoiando a teoria da "morte por supernova": uma bolha gigante no espaço.
O recurso é chamado de bolha local, uma cavidade oca no meio interestelar. O meio interestelar é a matéria e a radiação que existem no espaço entre os sistemas estelares, dentro de uma galáxia. É basicamente gás, poeira e raios cósmicos, e preenche o espaço entre os sistemas solares.
A bolha local é uma forma que foi escavada no meio interestelar por uma ou mais supernovas. Nosso Sistema Solar está dentro dele, assim como estrelas como Antares e Beta Canis Majoris.
Não há outro evento que possa ter esvaziado a bolha local. Quando uma supernova explode, a onda de choque elimina o gás e a poeira em sua área, criando uma bolha. A bolha não está completamente vazia, resta algum gás muito quente e de densidade muito baixa. Mas a maioria das nuvens de gás se foi.
"Temos a bolha local no meio interestelar", disse Melott. "Estamos no limite. É uma região gigante com cerca de 300 anos-luz. É basicamente um gás muito quente e de baixa densidade - quase todas as nuvens de gás foram removidas. A melhor maneira de fabricar uma bolha como essa é um monte de supernovas que a explodem cada vez mais, e isso parece se encaixar bem com a ideia de uma cadeia. ”
Portanto, se as evidências, tanto a Bolha Local quanto a Iron 60, apóiam a ocorrência de várias supernovas causando a extinção da megafauna marinha do Plioceno, qual era exatamente o mecanismo dessa extinção? O ferro 60 não consegue, e nem uma bolha no espaço. Então o que aconteceu?
Melott e sua equipe dizem que tudo se resume a partículas subatômicas chamadas múons.
"A melhor descrição de um múon seria um elétron muito pesado - mas um múon é duzentas vezes mais massivo que um elétron". - Adrian Melott, autor principal, Universidade de Kanasas.
Quando as supernovas espalharam o Ferro 60 na Terra, não foi a única coisa que choveu do espaço. Havia também múons. Os múons podem ser melhor descritos como "elétrons pesados", de acordo com Melott. E embora constantemente recebamos múons do espaço, a maioria deles passa através de nós de maneira inofensiva, com apenas o estranho interagindo conosco e fazendo parte da radiação com a qual constantemente bombardeamos.
"A melhor descrição de um múon seria um elétron muito pesado - mas um múon é duzentas vezes mais massivo que um elétron", disse Melott. "Eles são muito penetrantes. Mesmo normalmente, há muitos deles passando por nós. Quase todos eles passam inofensivamente, mas cerca de um quinto da nossa dose de radiação vem de múons. ”
Mas isso mudou quando as supernovas explodiram. Teria havido centenas de vezes mais múons que o número normal de fundo. E para animais maiores com áreas de superfície maiores, isso significa uma exposição muito maior à radiação.
"Mas quando essa onda de raios cósmicos atingir, multiplique esses múons por algumas centenas", disse Melott. “Apenas uma pequena fração deles irá interagir de alguma forma, mas quando o número é tão grande e sua energia tão alta, você aumenta o número de mutações e câncer - esses seriam os principais efeitos biológicos. Estimamos que a taxa de câncer suba cerca de 50% para algo do tamanho de um ser humano - e quanto maior você for, pior será. Para um elefante ou uma baleia, a dose de radiação aumenta bastante.
Assim, supernovas distantes causaram um aumento maciço no número de múons atingindo a Terra, aumentando a incidência de câncer, especialmente em grandes animais marinhos. E, quanto mais fundo um animal está na água, mais protegido ele fica, a extinção de animais marinhos maiores em águas costeiras mais rasas era um subproduto.
Um animal marinho particularmente grande e infame foi extinto durante a extinção da megafauna marinha do Plioceno: o Megalodon, um dos maiores e mais poderosos predadores que já viveram na Terra.
O Megalodon era um tubarão antigo do tamanho de um ônibus escolar extinto há 2,6 milhões de anos. "Uma das extinções que aconteceram 2,6 milhões de anos atrás foi o Megalodon", disse Melott. "Imagine o grande tubarão branco em 'Tubarão', que era enorme - e isso é Megalodon, mas era do tamanho de um ônibus escolar. Eles simplesmente desapareceram nessa época. Então, podemos especular que possa ter algo a ver com os múons. Basicamente, quanto maior a criatura, maior será o aumento da radiação. ”
Como Melott reconhece, há algumas especulações acontecendo aqui. Pode haver outras razões para sua extinção, incluindo o resfriamento dos oceanos como resultado de uma era glacial. O nível do mar também teria diminuído durante uma era glacial, o que significa que a espécie perdeu boas áreas de enfermagem.
O Megalodon não foi a única espécie extinta durante esse período. Em um artigo de 2017, os pesquisadores documentaram a extinção de outras megafaunas marinhas, incluindo mamíferos, aves marinhas e tartarugas. Mas uma ou mais supernovas poderiam ter causado tudo isso?
A Terra estava em um período de variabilidade climática na época, por isso é difícil provocar os efeitos individuais que as supernovas e as mudanças climáticas teriam na extinção. E outro estudo sugeriu uma ligação diferente de supernova à extinção Plioceno-Pleistoceno.
Em um estudo de 2002, os pesquisadores analisaram a Bolha Local e o Ferro 60 da Terra e concluíram que ambos eram um fator na extinção. Mas eles colocaram um mecanismo diferente. Eles disseram que as supernovas causaram um aumento da luz ultravioleta na Terra, matando pequenas criaturas na base da cadeia alimentar e que, por sua vez, levou à morte de megafauna marinha maior.
Para Melott e sua equipe, a teoria do supernova e do múon faz parte dela. O pesquisador da Universidade do Kansas disse que a evidência de uma supernova, ou de uma série delas, é "outra peça do quebra-cabeça" para esclarecer as possíveis razões para a extinção dos limites do plioceno-pleistoceno.
"Realmente não existe uma boa explicação para a extinção da megafauna marinha", disse Melott. “Este poderia ser um. É essa mudança de paradigma - sabemos que algo aconteceu e quando aconteceu; portanto, pela primeira vez, podemos realmente descobrir e procurar as coisas de uma maneira definida. Agora, podemos ficar bem definidos sobre quais seriam os efeitos da radiação de uma maneira que antes não era possível. "
- Artigo Científico: A extinção da megafauna marinha do Plioceno e seu impacto na diversidade funcional.
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