Il y a environ 2,6 millions d'années, une lumière étrangement brillante arriva dans le ciel préhistorique et y resta pendant des semaines ou des mois. C'était une supernova à quelque 150 années-lumière de la Terre. En quelques centaines d'années, longtemps après que l'étrange lumière dans le ciel se soit éteinte, un tsunami d'énergie cosmique provenant de cette même explosion d'étoiles fracassantes aurait pu atteindre notre planète et marteler l'atmosphère, déclencher le changement climatique et déclencher des extinctions massives de grands animaux marins, y compris une espèce de requin de la taille d'un autobus scolaire.

Les effets d'une telle supernova - et peut-être plus d'un - sur la grande vie océanique sont détaillés dans un article qui vient d'être publié dans Astrobiologie .

"Je fais des recherches comme celle-ci depuis environ 15 ans, et toujours dans le passé, cela a été basé sur ce que nous savons généralement de l'univers - que ces supernovae auraient dû affecter la Terre à un moment ou à un autre, " a déclaré l'auteur principal Adrian Melott, professeur émérite de physique et d'astronomie à l'Université du Kansas. "Cette fois, c'est différent. Nous avons des preuves d'événements à proximité à un moment précis. Nous savons à quelle distance ils étaient, nous pouvons donc réellement calculer comment cela aurait affecté la Terre et le comparer à ce que nous savons de ce qui s'est passé à ce moment-là, c'est beaucoup plus spécifique. »

Melott a déclaré que des articles récents révélant d'anciens dépôts d'isotopes de fer 60 dans les fonds marins ont fourni la preuve "slam-dunk" du moment et de la distance des supernovae.

"Dès le milieu des années 90, les gens disaient, 'Hey, chercher du fer-60. C'est un révélateur, car il n'y a pas d'autre moyen pour lui d'atteindre la Terre qu'à partir d'une supernova. Parce que le fer 60 est radioactif, s'il s'était formé avec la Terre, il serait révolu depuis longtemps. Donc, il a dû pleuvoir sur nous. Il y a un débat pour savoir s'il n'y avait qu'une seule supernova vraiment à proximité ou toute une chaîne d'entre elles. Je préfère en quelque sorte un combo des deux – une grosse chaîne avec une qui était inhabituellement puissante et proche. Si vous regardez les résidus de fer 60, il y a un énorme pic il y a 2,6 millions d'années, mais il y a un excès éparpillé il y a 10 millions d'années."

Les co-auteurs de Melott étaient Franciole Marinho de l'Universidade Federal de Saño Carlos au Brésil et Laura Paulucci de l'Universidade Federal do ABC, aussi au Brésil.

Selon l'équipe, d'autres preuves d'une série de supernovae se trouvent dans l'architecture même de l'univers local.

"Nous avons la Bulle Locale dans le milieu interstellaire, " Melott a déclaré. "Nous sommes juste sur le bord. C'est une région géante d'environ 300 années-lumière de long. Il fait fondamentalement très chaud, gaz de très faible densité—presque tous les nuages ​​de gaz en ont été balayés. La meilleure façon de fabriquer une bulle comme celle-là, c'est qu'un tas de supernovae la fassent exploser de plus en plus, et cela semble bien correspondre à l'idée d'une chaîne. Quand on fait des calculs, ils sont basés sur l'idée qu'une supernova qui se déclenche, et son énergie balaie la Terre, et c'est fini. Mais avec la Bulle Locale, les rayons cosmiques rebondissent sur les côtés, et le bain de rayons cosmiques durerait 10, 000 à 100, 000 ans. Par ici, vous pouvez imaginer toute une série de ces choses alimentant de plus en plus de rayons cosmiques dans la Bulle Locale et nous donnant des rayons cosmiques pendant des millions d'années."

Qu'il y ait eu ou non une supernova ou une série d'entre elles, l'énergie de la supernova qui a répandu des couches de fer 60 dans le monde entier a également provoqué la pluie de particules pénétrantes appelées muons sur la Terre, causant des cancers et des mutations, en particulier chez les plus gros animaux.

"La meilleure description d'un muon serait un électron très lourd, mais un muon est quelques centaines de fois plus massif qu'un électron, " Melott a déclaré. "Ils sont très pénétrants. Même normalement, il y en a beaucoup qui passent par nous. Presque tous passent sans danger, pourtant, environ un cinquième de notre dose de rayonnement provient des muons. Mais quand cette vague de rayons cosmiques frappe, multiplier ces muons par quelques centaines. Seule une petite faction d'entre eux interagira de quelque manière que ce soit, mais quand le nombre est si grand et leur énergie si élevée, vous obtenez une augmentation des mutations et du cancer - ce seraient les principaux effets biologiques. Nous avons estimé que le taux de cancer augmenterait d'environ 50 % pour quelque chose de la taille d'un humain, et plus vous êtes gros, le pire c'est. Pour un éléphant ou une baleine, la dose de rayonnement augmente considérablement."

Une supernova il y a 2,6 millions d'années peut être liée à une extinction de la mégafaune marine à la limite Pliocène-Pléistocène où 36 pour cent des genres ont été estimés éteints. L'extinction s'est concentrée dans les eaux côtières, 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, " ils écrivent.

En effet, 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. Donc, we can speculate it might have something to do with the muons. Essentiellement, 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."