260万年前の超新星は海の大きな動物を一掃した

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長年にわたり、科学者たちは超新星が地球上の生命にどのように影響するかを研究してきました。超新星は非常に強力なイベントであり、それらが地球にどれだけ近いかに応じて、大変動から重要でないまでの範囲の結果をもたらす可能性があります。しかし今、新しい論文の背後にいる科学者たちは、1つ以上の超新星を260万年前の絶滅イベントに関連付けている特定の証拠を持っていると言います。

約260万年前、1つ以上の超新星が地球から約50パーセク、つまり約160光年爆発しました。同時に、鮮新世の海洋メガファウナ絶滅と呼ばれる地球上の絶滅イベントもありました。地球上の大きな海洋種の3分の1までが全滅し、そのほとんどは浅い沿岸水域に住んでいます。

「今回は違います。特定の時間に近くのイベントの証拠があります。」 –カンザス大学アドリアンメロット博士。

新しい論文は、超新星と絶滅の間にリンクを描き、ミューオンと呼ばれる粒子が有罪の当事者であったことを示唆しています。証拠は化石の記録だけでなく、Iron 60と呼ばれる、約260万年前に地球上に堆積した放射性タイプの鉄の層にもあります。証拠は、作成された膨張する泡の形で宇宙にも出ています1つ以上の超新星によって。

この論文は、カンザス大学の物理学と天文学の名誉教授であり、ブラジルのサンカルロス連邦大学の共著者である主執筆者のエイドリアンメロットからのものです。メロットはプレスリリースで15年間、超新星が地球に及ぼす影響を研究してきたと語った。しかし、この論文はより具体的であり、鮮新世の絶滅を特定の超新星に結び付けています。「今回は違います。特定の時間に近くのイベントの証拠があります」とメロットは言いました。「私たちはそれらがどのくらい遠くにあるかを知っているので、それが地球にどのように影響を与えるかを実際に計算し、その時に起こったことについて私たちが知っているものと比較することができます。

では、これらの詳細から何がわかるでしょうか？

まず、鉄、具体的には鉄60について話しましょう。鉄60は鉄元素の同位体です。同位体とは、原子核に中性子の数が異なる原子のことです。すべての鉄には同じ数の陽子（26）と同じ数の電子（26）があります。しかし、中性子の数はさまざまです。ここ地球上を含む宇宙の鉄のほとんどは鉄56です。鉄56は、26個の陽子と30個の中性子の安定した核を持っています。 Iron 56は安定しています。つまり、放射性ではなく、腐敗しません。

しかし、この地球上には、26個の陽子と34個の中性子を含む不安定な原子核を含むいくらかの鉄60もあります。それは放射性であり、崩壊して最終的にニッケルになる。地質学的記録全体のさまざまな時期に鉄60の残留物があり、約260万年前に大きなスパイクがありました。しかし、これが問題です。地球が形成されたときに地球の一部であった鉄60は、ずっと前にニッケルに崩壊していたでしょう。跡形は残りません。

「1990年代半ばまでさかのぼって、人々は言った、「ねえ、鉄60を探してください。地球に到達する方法は他にないので、超新星から来ているので、それは証拠です。」–カンザス大学、エイドリアンメロット。

したがって、260万年前に鉄のスパイクがあった場合、それはどこかから来たはずです。そして、それはどこかスペースだけであることができました。そして、超新星は鉄60を生成し、それを宇宙全体に広げることができる唯一のものであるため、超新星からのものでなければなりません。

しかし、鉄60は大型の海洋動物を殺しませんでした。確かに、それは放射性物質ですが、消滅の原因ではありません。それは、絶滅と同時に超新星の証拠にすぎません。

「超新星による死」の理論を裏付けるもう1つの証拠があります。それは、巨大な気泡が宇宙に吹き出していることです。

この機能はローカルバブルと呼ばれ、星間物質のくり抜かれた空洞です。星間媒質は、銀河内の星系間の空間に存在する物質と放射線です。それは基本的にはガス、塵、宇宙線であり、太陽系の間の空間を満たします。

ローカルバブルは、1つ以上の超新星によって星間物質からくり抜かれた形状です。 AntaresやBeta Canis Majorisのような星がそうであるように、私たちの太陽系はその中にあります。

ローカルバブルをくり抜くことができた他のイベントはありません。超新星が爆発すると、衝撃波がその領域のガスと塵を取り除き、泡を作ります。泡は完全に空ではなく、中には非常に高温で非常に低密度のガスが残っています。しかし、ほとんどのガス雲は消えています。

「星間媒体にローカルバブルがあります」とメロットは言いました。「私たちはまさにその端にいます。約300光年の巨大な地域です。それは基本的に非常に高温で非常に低密度のガスです。ほぼすべてのガス雲がガスから押し流されています。そのようなバブルを製造する最良の方法は、超新星の束全体をどんどん大きく吹き飛ばすことであり、それはチェーンのアイデアにうまく適合しているようです。」

それで、証拠、Local BubbleとIron 60の両方が、鮮新世の海洋メガファウナの絶滅を引き起こしている複数の超新星の発生をサポートしている場合、その絶滅のメカニズムは正確に何でしたか？ Iron 60はそれを行うことはできません。また、空間で泡を出すこともできません。どうしたの？

メロットと彼のチームは、それはすべてミュオンと呼ばれる亜原子粒子に帰着すると言います。

「ミュー粒子を最もよく表すのは非常に重い電子です。しかし、ミュー粒子は電子より数百倍重いです。」 – Adasa Melott、主執筆者、カナサス大学。

超新星が地球上に鉄60を広げたとき、宇宙から雨が降ってきたのはそれだけではありませんでした。ミュオンもありました。メロットによれば、ミュー粒子は「重い電子」として最もよく説明できる。また、私たちは常に宇宙からミュー粒子を受け取っていますが、それらのほとんどは無害に私たちを通過します。奇妙なものだけが私たちと相互作用し、絶えず照射されている放射線の一部を構成しています。

「ミュオンの最も良い説明は非常に重い電子でしょう。しかし、ミュオンは電子よりも数百倍重いです」とメロットは言いました。「彼らは非常に浸透しています。通常でも、たくさんの人が私たちを通過しています。それらのほぼすべてが無害に通過しますが、放射線量の約5分の1はミュー粒子によって発生します。」

しかし、超新星が爆発したとき、それは変わりました。通常のバックグラウンド数の何百倍ものミューオンがあったでしょう。そして、より大きな表面積を持つより大きな動物にとって、それは放射線へのより大きな暴露を意味します。

「しかし、この宇宙線の波が当たったら、それらのミュオンを数百倍にします」とメロットは言いました。「それらのうちのごく一部だけが何らかの方法で相互作用しますが、その数が非常に多く、そのエネルギーが非常に高い場合、突然変異や癌が増加します。これらが主な生物学的影響です。人間の大きさの場合、がんの発生率は約50％上昇すると推定しました。象やクジラの場合、放射線量はさらに増加します。」

そのため、遠方の超新星が地球に衝突するミューオンの数に大きなスパイクを引き起こし、特に大型の海洋動物で癌の発生率を上昇させました。また、動物が水中にいるほど、保護されているため、浅い沿岸水域での大型の海洋動物の絶滅は副産物でした。

特に大型で悪名高い海洋動物の1つは、鮮新世の海洋メガファウナの絶滅時に絶滅しました。メガロドンは、地球上でこれまでに生きる最大かつ最強の捕食者の1つです。

メガロドンは、260万年前に絶滅したスクールバスと同じ大きさの古代サメでした。「260万年前に起こった絶滅の1つはメガロドンでした」とメロットは言いました。「巨大な「ジョーズ」のホオジロザメを想像してください。それはメガロドンですが、それはスクールバスの大きさくらいでした。彼らはその頃ちょうど姿を消した。したがって、ミュオンと関係があるのではないかと推測できます。基本的に、生物が大きければ大きいほど、放射線の増加も大きくなります。」

メロットが認めているように、ここではいくつかの推測が行われています。氷河期の結果としての海の冷却を含む、その消滅には他の理由があるかもしれません。氷河期には海面も低下していたため、種は良好な授乳地域を失ったことになります。

その間に絶滅したのはメガロドンだけではありませんでした。 2017年の論文では、研究者たちは、哺乳類、海鳥、カメなど、他の海洋メガファウナの絶滅を記録しています。しかし、1つ以上の超新星がこれを引き起こしたのでしょうか？

地球は当時、気候変動の時代でした。そのため、超新星と気候変動が絶滅に及ぼす個々の影響を解明することは困難です。そして別の研究は、鮮新世-更新世の絶滅への異なる超新星のリンクを示唆しました。

2002年の研究では、研究者たちはローカルバブルと地球の鉄60を調べ、両方が絶滅の要因であると結論付けました。しかし、彼らは異なるメカニズムを主張した。彼らは、超新星が地球を襲う紫外光の急増を引き起こし、食物連鎖の底で小さな生き物を殺し、それがより大きな海洋メガファウナの死につながったと言いました。

メロットと彼のチームにとって、超新星ミューオン理論はすべてその一部です。カンザス大学の研究者は、超新星またはそれらのシリーズの証拠は、鮮新世-更新世の境界絶滅の考えられる理由を明らかにするための「別のパズルピース」であると述べました。

「海洋の巨大動物相の絶滅については、本当に良い説明はありませんでした」とメロットは言いました。「これは1つの可能性があります。それはこのパラダイムの変化です。何かが起こったとき、そしていつ起こったのかを知っているので、初めて、本当に明確に物事を掘り下げて探すことができます。今では、以前は不可能だった方法で放射線の影響がどうなるかについて、本当にはっきりと知ることができます。」