研究显示，恒星爆炸可能导致了地球上的大灭绝

想象一下，在比满月还亮的爆炸的星光下阅读--想起来可能很有趣，但这一幕是我们所知的辐射摧毁生命的灾难的前奏。研究人员说，来自附近超新星的致命宇宙射线可能是至少一次大灭绝事件的罪魁祸首，在地球的岩石记录中发现某些放射性同位素可以证实这种情况。伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校(University of Illinois，Urbana-Champaign)天文学和物理学教授布莱恩·菲尔兹(Brian Fields)领导的一项新研究探索了3.59亿年前泥盆纪和石炭纪交界处发生的一次物种灭绝事件的可能性。

研究小组专注于泥盆纪-石炭系边界，因为这些岩石含有数十万代似乎被紫外线晒伤的植物孢子-这是长期臭氧消耗事件的证据。

菲尔兹说，大规模火山活动和全球变暖等基于地球的灾难也可以摧毁地球，但在所讨论的时间间隔内，这些证据并不确凿。相反，我们认为距地球约65光年的一次或多次爆炸可能是臭氧长期丧失的原因。

该研究的合著者Adrienne Ertel说，客观地说，今天最接近的超新星威胁之一来自参宿四恒星，它距离我们超过600光年，远远超出了25光年的死亡距离。

该研究小组探索了臭氧消耗的其他天体物理原因，如陨石撞击、太阳喷发和伽马射线爆发。但这些事件很快就结束了，不太可能导致泥盆纪末期发生的长期臭氧消耗，研究生兼研究合著者杰西·米勒(Jesse Miller)说。

研究人员说，另一方面，超新星会产生一次两次的冲击力。爆炸立即使地球沐浴在破坏性的紫外线、X射线和伽马射线中。后来，超新星碎片的爆炸撞击太阳系，使地球受到超新星加速的宇宙射线的长期照射。对地球及其臭氧层的破坏可以持续长达10万年。

然而，化石证据表明，导致泥盆纪-石炭纪大规模灭绝的生物多样性下降了30万年，这表明可能会发生多重灾难，甚至可能发生多次超新星爆炸。米勒说，这是完全有可能的。大质量恒星通常与其他恒星形成星团，其他超新星很可能在第一次爆炸后不久出现。

研究小组说，证明超新星发生的关键将是在灭绝时沉积的岩石和化石中找到钚-244和钐-146。本科生兼合著者刘正海说，这两种同位素在今天的地球上都不是自然存在的，它们到达这里的唯一途径是通过宇宙爆炸。

菲尔兹说，在超新星中诞生的放射性物质就像绿色的香蕉。当你在伊利诺伊州看到青香蕉时，你知道它们是新鲜的，你知道它们不是在这里生长的。像香蕉一样，Pu-244和Sm-146会随着时间的推移而腐烂。因此，如果我们今天在地球上发现这些放射性同位素，我们就知道它们是新鲜的，而不是来自这里-同位素世界的绿香蕉-因此是附近超新星的确凿证据。

研究人员尚未在泥盆纪-石炭系界线的岩石中寻找Pu-244或Sm-146。菲尔兹团队说，他们的研究目的是确定地质记录中指向超新星爆炸的证据模式。

菲尔兹说，我们研究的主要信息是，地球上的生命并不是孤立存在的。我们是一个更大宇宙的公民，宇宙经常潜移默化地干预我们的生活--通常是潜移默化的，但有时是凶猛的。更多信息：超新星引发泥盆纪末期物种灭绝，“美国国家科学院院刊”(2020)。Doi：10.1073/pnas.2013774117，www.pnas.org/content/early/2020/08/17/2013774117