Взрывающиеся звезды изменяют жизнь на Земле

Профессор Хенрик Свенсмарк из Датского технического университета изучил влияние взрывов сверхновых звезд на развитие жизни на Земле. Результаты его исследования опубликованы в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Когда массивная звезда исчерпывает доступное ей топливо, она взрывается и на короткий срок начинает светиться ярче, чем все остальные звезды ее галактики. После взрыва сверхновой в космическое пространство выбрасываются потоки заряженных частиц высокой энергии, получившие название галактических космических лучей. Если сверхновая образовалась достаточно близко к Солнечной системе, то это излучение оказывает прямое влияние на атмосферу Земли.

Датский физик проанализировал геологические и астрономические данные, касающиеся последних 500 миллионов лет существования нашей планеты, и выяснил, в какие периоды вспышки сверхновых происходили поблизости от Земли. Солнце постоянно движется по спиральным рукавам нашей галактики, Млечного Пути, и время от времени проходит мимо так называемых открытых кластеров звезд. Некоторые звезды в этих кластерах обладают достаточной массой, чтобы взрываться и становиться сверхновыми. Проанализировав имеющуюся информацию об открытых кластерах и сопоставив ее с возможной галактической траекторией движения Солнца, Свенсмарк вычислил, когда и мимо каких взрывающихся звезд могла проходить наша Солнечная система за прошедшие 500 миллионов лет.

Чаще взрывы - разнообразнее жизнь

Сравнив полученные данные с геологической летописью нашей планеты, профессор обнаружил, что взрывы сверхновых ощутимо влияли на условия жизни на Земле. Когда Солнечная система проходило те регионы Млечного Пути, где взрывы сверхновых были частыми, жизнь на Земле процветала. «Эволюция земной жизни подобно зеркалу отражает эволюцию галактики», -- сказал Свенсмарк.

О разнообразии жизни профессор судил по морской фауне, которая наиболее полно сохраняется в ископаемом состоянии. Как правило, динамику биоразнообразия связывают с движением континентов и изменением уровня моря. Наиболее разнообразны живые организмы были в те эпохи, когда континенты расходились в разные стороны, а между ними образовывались глубокие моря. Напротив, при схождении континентов и измельчании морей биоразнообразие падало.

Однако, по мнению датского ученого, что не менее важную роль тут играло космическое излучение, порожденное вспышками сверхновых. Периоды расцвета морской биоты, когда количество видов и родов морских организмов увеличивалось, совпадали со сближением Солнечной системы с группами сверхновых звезд. А массовые вымирания и периоды упадка биоразнообразия приходились на те эпохи, когда космическое излучение было минимально.

Как указывает Свенсмарк, космическое излучение едва ли ощутимым образом увеличивало количество мутаций ДНК. Однако вспышки сверхновых могли влиять на биоразнообразие косвенно, через климат. Интенсификация космического излучения усиливает ионизацию атмосферы, что, в свою очередь, влечет за собой повышение облачности. Густая облачность увеличивает отражательную способность Земли (альбедо), в результате чего она охлаждается, так как солнечное тепло начинает сильнее отражаться облаками. Таким образом, в условиях интенсивного космического излучения, вызванного взрывами сверхновых звезд, климат Земли становится холоднее.

Общее похолодание климата, считает исследователь, ведет к повышению разнообразия жизни, так как появляются новые виды, приспособленные к холодным местообитаниям. Кроме того, в равномерно теплом климате не так ощутима разница между экваториальным поясом и полюсами, поэтому биоразнообразие в нем меньше, чем в более холодном.

По мнению ученого, изменение интенсивности космического излучения также позволяет объяснить кратковременные колебания уровня моря. Вспышка сверхновой в результате ионизации атмосферы может вызвать кратковременное похолодание (10-100 тысяч лет) и обледенение полюсов. В результате часть воды становится льдом и уровень моря падает.