附近的超新星可能促进了地球上的多样化生命

当一颗大质量恒星以超新星的形式爆炸时，它释放的不仅仅是大量的能量。

超新星爆炸负责产生一些重元素，包括铁，这些元素被爆炸吹到太空中。

在地球上，铁同位素 Fe60 在海底沉积物中有两次积累，科学家们可以追溯到大约 2 或 300 万年前和大约 5 到 600 万年前。

产生铁的爆炸也使地球受到了宇宙辐射。

在提交给天体物理学期刊快报，科学家们研究了这些爆炸到达地球的能量量，以及这些辐射如何影响地球上的生命。

该论文的标题是”气泡中的生命：附近的超新星如何在宇宙射线光谱上留下短暂的足迹，并在生命中留下不可磨灭的印记。“ 主要作者是来自加州大学圣克鲁斯分校的 Caitlyn Nojiri。

“地球上的生命在持续暴露于来自地球和宇宙的电离辐射下不断进化，”作者写道。

地面辐射在数十亿年中缓慢减少。但不是宇宙辐射。地球暴露在宇宙辐射中的量随着我们的太阳系在银河系中的移动而变化。

他们写道：“附近的超新星 （SN） 活动有可能将地球表面的辐射水平提高几个数量级，预计这将对生命的进化产生深远影响。

作者解释说，200 万年前的积累直接来自超新星爆炸，而较早的积累来自地球穿过气泡时。

研究标题中的气泡来自一种名为OB 明星.OB 星是大质量、热且寿命短的恒星，通常成群形成。

这些恒星发出强大的流出风，在星际介质中产生热气体“气泡”。我们的太阳系位于其中一个气泡内，称为局部气泡，它有近 1,000 光年宽，形成于数百万年前。

地球大约在五六百万年前进入了局部气泡，这解释了较早的 Fe60 积累。根据作者的说法，两三百万年前较年轻的 Fe60 积累直接来自超新星。

“大约 2-3 Myr 的 60Fe 峰值很可能起源于发生在天蝎座上半人马座狼疮协会（~140 pc）或 Tucana Horologium 协会（~70 pc）的超新星。而 ~ 5-6 Myr 峰值可能归因于太阳系进入气泡，“作者写道。

Local Bubble 不是一个安静的地方。它需要多个超新星才能创造出来。作者写道，在过去的 1500 万年里，花了 15 次 SN 爆炸才产生了 LB。

“我们从 LB 历史的重建中了解到，在过去 9 Myrs 期间至少有 6 SN 爆炸，”他们写道。

研究人员获取了所有数据并计算了 LB 中多个 SNe 的辐射量。

“目前尚不清楚这种辐射剂量的生物效应是什么，”他们写道，但他们确实讨论了一些可能性。

辐射剂量可能足够强，以至于在 DNA 中产生双链断裂。这是严重的损伤，可导致染色体变化甚至细胞死亡。但就地球上生命的发展而言，还有其他影响。

“DNA 中的双链断裂可能会导致突变并促进物种多样化，”研究人员写道。A 2024 年论文显示“速率病毒非洲坦噶尼喀湖的多元化在 2-3 Myr 前加速。这与 SN 辐射有关吗？

“更好地了解这是否可以归因于我们预测在此期间发生的宇宙辐射剂量的增加，这将很有吸引力，”作者调侃道。

SN 辐射的威力不足以引发灭绝。但它可能足够强大，可以触发更多的突变，这可能会导致更多的物种多样化。

辐射始终是环境的一部分。它随着事件的展开和地球在银河系中的移动而起伏。不知何故，它一定是创造我们星球上生命多样性的方程式的一部分。

“因此，可以肯定的是，在评估地球上生命的生存能力和进化时，宇宙辐射是一个关键的环境因素，而关键问题与辐射成为有利或有害触发因素的阈值有关，”作者在结论中写道。

不幸的是，我们并不清楚辐射如何影响生物学，可能存在哪些阈值，以及它们如何随时间变化。

“只有在清楚地了解宇宙辐射（尤其是在地面上占主导地位的 μ 子）的生物效应后，才能确定确切的阈值，而宇宙辐射仍然高度未被探索，”野尻和她的合著者写道。

研究表明，无论我们在日常生活中是否能看到它，或者即使我们是否意识到它，我们的太空环境都会对地球的生命产生强大的力量。SN 辐射可能影响地球历史上关键时刻的突变率，有助于塑造进化。

如果没有超新星爆炸，地球上的生命可能会大不相同。我们在这里必须做很多事情。也许在遥远的过去，超新星爆炸在通往我们的进化链中发挥了作用。

本文最初由今日宇宙.阅读原创文章.

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