Circa 2,6 milioni di anni fa, una luce stranamente brillante arrivò nel cielo preistorico e vi rimase per settimane o mesi. Era una supernova a circa 150 anni luce di distanza dalla Terra. Nel giro di poche centinaia di anni, molto tempo dopo che la strana luce nel cielo si era attenuata, uno tsunami di energia cosmica da quella stessa esplosione stellare in frantumi avrebbe potuto raggiungere il nostro pianeta e colpire l'atmosfera, innescando il cambiamento climatico e innescando estinzioni di massa di grandi animali oceanici, inclusa una specie di squalo grande quanto uno scuolabus.

Gli effetti di una tale supernova, e forse più di una, sulla vita oceanica di grandi dimensioni sono descritti in dettaglio in un articolo appena pubblicato su Astrobiologia .

"Faccio ricerche in questo modo da circa 15 anni, e sempre in passato si è basato su ciò che sappiamo generalmente sull'universo, che queste supernove avrebbero dovuto colpire la Terra prima o poi, " ha detto l'autore principale Adrian Melott, professore emerito di fisica e astronomia presso l'Università del Kansas. "Questa volta, è diverso. Abbiamo prove di eventi nelle vicinanze in un momento specifico. Sappiamo quanto erano lontani, quindi possiamo effettivamente calcolare come ciò avrebbe influenzato la Terra e confrontarlo con ciò che sappiamo su ciò che è successo in quel momento:è molto più specifico".

Melott ha affermato che i recenti documenti che rivelano antichi depositi di fondali marini di isotopi di ferro-60 hanno fornito la prova "slam-dunk" della tempistica e della distanza delle supernove.

"Già a metà degli anni '90, la gente ha detto, 'Hey, cerca ferro-60. È una rivelazione perché non c'è altro modo per arrivare sulla Terra se non da una supernova.' Poiché il ferro-60 è radioattivo, se si fosse formato con la Terra sarebbe ormai scomparso da tempo. Così, doveva essere piovuto su di noi. C'è un certo dibattito sul fatto che ci fosse solo una supernova nelle vicinanze o un'intera catena di esse. In un certo senso preferisco una combinazione dei due:una grande catena con una insolitamente potente e vicina. Se guardi il residuo di ferro-60, c'è un enorme picco 2,6 milioni di anni fa, ma c'è un eccesso sparso indietro di 10 milioni di anni."

I coautori di Melott erano Franciole Marinho dell'Universidade Federal de Sa?o Carlos in Brasile e Laura Paulucci dell'Universidade Federal do ABC, anche in Brasile.

Secondo la squadra, altre prove per una serie di supernove si trovano nella stessa architettura dell'universo locale.

"Abbiamo la bolla locale nel mezzo interstellare, " Melott ha detto. "Siamo proprio al limite. È una regione gigantesca lunga circa 300 anni luce. Fondamentalmente è molto caldo, gas a densità molto bassa:quasi tutte le nubi di gas sono state spazzate via. Il modo migliore per fabbricare una bolla del genere è che un intero gruppo di supernovae la faccia esplodere sempre più grande, e questo sembra adattarsi bene all'idea di una catena. Quando facciamo i calcoli, si basano sull'idea che una supernova che esplode, e la sua energia spazza la Terra, ed è finita. Ma con la bolla locale, i raggi cosmici rimbalzano sui lati, e il bagno di raggi cosmici durerebbe 10, da 000 a 100, 000 anni. Per di qua, potresti immaginare un'intera serie di queste cose che alimentano sempre più raggi cosmici nella Bolla Locale e ci danno raggi cosmici per milioni di anni."

Che ci fosse o meno una supernova o una serie di esse, l'energia della supernova che ha diffuso strati di ferro-60 in tutto il mondo ha anche causato la penetrazione di particelle chiamate muoni sulla Terra, causando tumori e mutazioni, specialmente negli animali più grandi.

"La migliore descrizione di un muone sarebbe un elettrone molto pesante, ma un muone è duecento volte più massiccio di un elettrone, " ha detto Melott. "Sono molto penetranti. Anche normalmente, ce ne sono tanti che passano da noi. Quasi tutti passano attraverso innocui, tuttavia circa un quinto della nostra dose di radiazioni proviene dai muoni. Ma quando questa ondata di raggi cosmici colpisce, moltiplicare quei muoni per alcune centinaia. Solo una piccola fazione di loro interagirà in qualche modo, ma quando il numero è così grande e la loro energia così alta, si ottiene un aumento delle mutazioni e del cancro:questi sarebbero i principali effetti biologici. Abbiamo stimato che il tasso di cancro aumenterebbe di circa il 50 percento per qualcosa delle dimensioni di un essere umano, e più sei grande, peggio è. Per un elefante o una balena, la dose di radiazioni sale molto".

Una supernova di 2,6 milioni di anni fa potrebbe essere correlata a un'estinzione della megafauna marina al confine tra Pliocene e Pleistocene, dove si stima che il 36% dei generi si sia estinto. L'estinzione si è concentrata nelle acque costiere, where larger organisms would catch a greater radiation dose from the muons.

According to the authors of the new paper, damage from muons would extend down hundreds of yards into ocean waters, becoming less severe at greater depths:"High energy muons can reach deeper in the oceans being the more relevant agent of biological damage as depth increases, " loro scrivono.

Infatti, a famously large and fierce marine animal inhabiting shallower waters may have been doomed by the supernova radiation.

"One of the extinctions that happened 2.6 million years ago was Megalodon, " Melott said. "Imagine the Great White Shark in 'Jaws, ' which was enormous—and that's Megalodon, but it was about the size of a school bus. They just disappeared about that time. Così, we can speculate it might have something to do with the muons. Fondamentalmente, the bigger the creature is the bigger the increase in radiation would have been."

The KU researcher said the evidence of a supernova, or series of them, is "another puzzle piece" to clarify the possible reasons for the Pliocene-Pleistocene boundary extinction.

"There really hasn't been any good explanation for the marine megafaunal extinction, " Melott said. "This could be one. It's this paradigm change—we know something happened and when it happened, so for the first time we can really dig in and look for things in a definite way. We now can get really definite about what the effects of radiation would be in a way that wasn't possible before."