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    La recherche augmente la distance à laquelle la supernova déclencherait des extinctions de masse sur Terre

    Crédit :NASA

    En 2016, les chercheurs ont publié des preuves "slam dunk", à base d'isotopes de fer 60 dans d'anciens fonds marins, que les supernovae ont secoué la Terre, l'une d'entre elles il y a environ 2,6 millions d'années. Adrian Melott, chercheur à l'Université du Kansas, professeur de physique et d'astronomie, a appuyé ces conclusions dans La nature avec une lettre associée, intitulé "Supernovae dans le quartier."

    Melott a poursuivi depuis ces découvertes avec un examen des effets des supernovae sur la biologie de la Terre. Dans de nouvelles recherches à paraître dans Journal d'astrophysique , le chercheur de la KU et ses collègues soutiennent que la distance estimée de la supernova qui aurait eu lieu il y a environ 2,6 millions d'années devrait être réduite de moitié.

    "Il y a encore plus de preuves de cette supernova maintenant, " a-t-il dit. " Les estimations de temps ne sont toujours pas exactes, mais ce qui a changé pour nous amener à écrire cet article, c'est la distance. Nous avons fait ce calcul parce que d'autres personnes ont fait un travail qui a fait une estimation de distance révisée, qui a réduit la distance de moitié. Mais maintenant, notre estimation de distance est plutôt de 150 années-lumière."

    Une supernova explosant à une telle distance ne déclencherait probablement pas d'extinctions massives sur Terre, dit Melott.

    "Les gens ont estimé la 'zone de destruction' pour une supernova dans un article en 2003, et ils sont arrivés à environ 25 années-lumière de la Terre, " a-t-il dit. "Maintenant, nous pensons que c'est peut-être un peu plus grand que cela. Ils ont omis certains effets ou n'avaient pas de bons chiffres, alors maintenant, nous pensons qu'il peut s'agir d'une distance un peu plus grande. On ne sait pas précisément, et bien sûr, ce ne serait pas une distance de coupure stricte. Ce serait un changement progressif. Mais nous pensons plutôt à quelque chose comme 40 ou 50 années-lumière. Donc, un événement à 150 années-lumière devrait avoir des effets ici mais ne pas déclencher une extinction de masse. »

    En plus de sa distance, les conditions interstellaires au moment d'une supernova influenceraient sa létalité pour la biologie sur Terre.

    "Les rayons cosmiques aiment voyager le long des lignes de champ magnétique, " a déclaré Melott. "Ils n'aiment pas traverser les lignes de champ magnétique car ils subissent des forces pour les empêcher de le faire. S'il y a un champ magnétique, nous ne connaissons pas son orientation, il peut donc soit créer une autoroute pour les rayons cosmiques, ou cela pourrait les bloquer. Le principal cas intéressant n'a pas assumé l'autoroute. Il a supposé qu'une grande partie du champ magnétique a été soufflée par une série de supernovae, qui a fait la bulle locale - et nous et les supernovas les plus récentes étions à l'intérieur. C'est un faible, champ magnétique désordonné. La meilleure analogie à laquelle je puisse penser est plutôt une conduite tout-terrain."

    Dans ce cas, les auteurs pensent que les rayons cosmiques de la supernova à 150 années-lumière auraient pénétré dans la basse atmosphère terrestre.

    "C'est une chose beaucoup plus forte, " dit-il. " Les rayons cosmiques de la supernova descendraient dans la basse atmosphère, ce qui aurait un effet sur la troposphère. Toutes sortes de particules élémentaires pénètrent à des altitudes de 45 à 10 milles, et de nombreux muons arrivent au sol. L'effet des muons est plus grand - ce n'est pas écrasant, mais imaginez que chaque organisme sur Terre reçoive l'équivalent de plusieurs tomodensitogrammes par an. Les tomodensitogrammes comportent un certain danger qui leur est associé. Votre médecin ne recommanderait pas une tomodensitométrie à moins que vous n'en ayez vraiment besoin."

    Melott a déclaré que le cancer et les mutations seraient les conséquences les plus évidentes pour la biologie terrestre des rayons cosmiques d'une supernova. Avec ses co-auteurs— B.C. Thomas of Washburn University (diplômé de doctorat en physique de la KU en 2005 et récent lauréat du prix d'excellence en recherche A. Roy Myers), M. Kachelrieß de l'Institutt for fysikk en Norvège, D.V. Semikoz de l'Observatoire de Paris, Sorbonne Paris Cité en France et l'Université Nationale de Recherche Nucléaire de Moscou, et A.C. Overholt (diplômé de doctorat en physique de la KU 2013) de la MidAmerica Nazarene University—Melott a examiné les archives fossiles en Afrique, le continent le plus stable géographiquement de la planète durant le Pléistocène, quand une supernova était susceptible de se produire.

    "Il n'y a pas d'extinction de masse, mais il y a une sorte d'extinction en cours à ce moment-là et le renouvellement des espèces, " a-t-il dit. " Ce n'est pas assez grave pour appeler cela une extinction de masse. Il y a un effet possiblement lié à la supernova. C'est plus difficile à dire car il y a beaucoup d'effets concurrents. Même en Afrique, vous avez le changement climatique, et vous ne savez pas si le changement climatique provoque les effets que vous voyez ou si une supernova a quelque chose à voir avec le changement climatique."

    En plus des rayons cosmiques, l'équipe a découvert qu'une supernova aurait fait briller la lumière bleue dans le ciel la nuit pendant environ un mois.

    "Cela s'est avéré être une assez mauvaise chose pour presque tous les organismes vivants, " a déclaré Melott. " Cela perturbe le sommeil et perturbe votre production de mélatonine. Je ne voudrais jamais d'un réveil LED bleu dans ma chambre, par exemple. Il a été démontré que les lampadaires à LED bleue ont des effets néfastes sur les animaux, provoquant des changements de comportement. Mais cet effet ne durerait qu'un mois environ. Je pense que vous ne verriez jamais de preuves dans les archives fossiles."

    L'ionisation atmosphérique aurait été un effet plus grave d'une supernova, selon le chercheur de la KU.

    "L'ionisation de l'atmosphère peut aider la foudre à démarrer, " dit Melott. " Quand un rayon cosmique descend, il fait un chemin à travers l'atmosphère, où il fait tomber les électrons des atomes, et cela ouvre la voie à la foudre pour commencer. Nous nous attendions à voir une forte augmentation avec la foudre nuage-sol. Ce serait bon pour certains organismes et mauvais pour d'autres. La foudre est la première cause d'incendies de forêt autres que les humains. Donc, nous nous attendrions à beaucoup plus d'incendies de forêt, et cela pourrait changer l'écologie de différentes régions, comme une perte de couvert arboré en Afrique du Nord-Est, qui pourrait même avoir quelque chose à voir avec l'évolution humaine. Les Grandes Plaines ont récemment été largement recouvertes d'herbe par un tas d'incendies de forêt. Une forte augmentation des éclairs signifierait également une forte augmentation des nitrates provenant de la pluie, et cela agirait comme de l'engrais."

    En effet, Melott a déclaré qu'il y a 2,6 millions d'années, il y avait en Afrique une perte de couvert arboré et une augmentation des prairies, peut-être attribuable à des feux de forêt provoqués par la foudre.

    "Nous pensons qu'il est possible que les rayons cosmiques aient pu avoir quelque chose à voir avec cela, " il a dit.

    Melott a ajouté que les gens lui demandent souvent s'ils doivent craindre une supernova qui explose près de la Terre aujourd'hui.

    "Je leur dis qu'ils devraient s'inquiéter du réchauffement climatique et de la guerre nucléaire, pas ce truc, " a-t-il dit. "Il n'y a rien d'assez proche pour provoquer ce genre d'événement dans un avenir très proche."

    La supernova potentielle la plus proche est Bételgeuse, à environ 600 années-lumière, selon Melott.

    "C'est beaucoup plus loin que celui dont nous avons parlé, " il a dit. " C'est assez proche pour être spectaculaire dans le sens où ce serait lumineux et vous le verriez pendant la journée, mais il n'y aurait pas d'effets nocifs."


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