För cirka 2,6 miljoner år sedan, ett märkligt starkt ljus anlände till den förhistoriska himlen och dröjde kvar där i veckor eller månader. Det var en supernova cirka 150 ljusår bort från jorden. Inom några hundra år, långt efter att det märkliga ljuset på himlen hade minskat, en tsunami av kosmisk energi från samma splittrande stjärnexplosion kunde ha nått vår planet och slagit atmosfären, beröra klimatförändringar och utlösa massutrotning av stora havsdjur, inklusive en hajart som var lika stor som en skolbuss.

Effekterna av en sådan supernova - och möjligen mer än en - på livet i stort hav beskrivs i en artikel som just publicerats i Astrobiologi .

"Jag har forskat som denna i ungefär 15 år, och alltid i det förflutna har det varit baserat på vad vi allmänt vet om universum - att dessa supernovor borde ha påverkat jorden någon gång, " sa huvudförfattaren Adrian Melott, professor emeritus i fysik och astronomi vid University of Kansas. "Den här gången, det är annorlunda. Vi har bevis på närliggande händelser vid en specifik tidpunkt. Vi vet hur långt bort de var, så vi kan faktiskt beräkna hur det skulle ha påverkat jorden och jämföra det med vad vi vet om vad som hände vid den tiden - det är mycket mer specifikt."

Melott sa att färska tidningar som avslöjar gamla havsbottenavlagringar av järn-60-isotoper gav "slam-dunk"-beviset på timingen och avståndet för supernovor.

"Så långt tillbaka som i mitten av 1990-talet, folk sa, 'Hallå, leta efter iron-60. Det är en signalberättelse eftersom det inte finns något annat sätt för den att ta sig till jorden än från en supernova.' Eftersom järn-60 är radioaktivt, om det bildades med jorden skulle det vara borta för länge sedan. Så, det måste ha regnat över oss. Det finns en debatt om huruvida det bara fanns en supernova i närheten eller en hel kedja av dem. Jag föredrar en kombination av de två – en stor kedja med en som var ovanligt kraftfull och nära. Om du tittar på rester av järn-60, det finns en enorm topp för 2,6 miljoner år sedan, men det finns överskott spridda klart 10 miljoner år tillbaka."

Melotts medförfattare var Franciole Marinho från Universidade Federal de Sa?o Carlos i Brasilien och Laura Paulucci från Universidade Federal do ABC, även i Brasilien.

Enligt teamet, andra bevis för en serie supernovor finns i själva lokaluniversumets arkitektur.

"Vi har den lokala bubblan i det interstellära mediet, " Sa Melott. "Vi är precis på kanten. Det är ett gigantiskt område som är cirka 300 ljusår långt. Det är i princip väldigt varmt, gas med mycket låg densitet - nästan alla gasmoln har sopats ut ur den. Det bästa sättet att tillverka en sådan bubbla är att en hel massa supernovor blåser den större och större, och det verkar passa bra med idén om en kedja. När vi gör beräkningar, de är baserade på idén att en supernova som slocknar, och dess energi sveper förbi jorden, och det är över. Men med den lokala bubblan, de kosmiska strålarna liksom studsar från sidorna, och det kosmiska strålbadet skulle vara 10, 000 till 100, 000 år. Den här vägen, du kan föreställa dig en hel serie av dessa saker som matar in fler och fler kosmiska strålar i den lokala bubblan och ger oss kosmiska strålar i miljoner år."

Oavsett om det fanns en supernova eller en serie av dem, supernovaenergin som spred lager av järn-60 över hela världen fick också penetrerande partiklar som kallas myoner att duscha jorden, orsakar cancer och mutationer – särskilt hos större djur.

"Den bästa beskrivningen av en myon skulle vara en mycket tung elektron - men en myon är ett par hundra gånger mer massiv än en elektron, " Sa Melott. "De är väldigt genomträngande. Även normalt, det är många av dem som passerar genom oss. Nästan alla av dem passerar ofarligt, ändå kommer ungefär en femtedel av vår stråldos av muoner. Men när denna våg av kosmiska strålar slår, multiplicera dessa myoner med några hundra. Endast en liten fraktion av dem kommer att interagera på något sätt, men när antalet är så stort och deras energi så hög, du får ökade mutationer och cancer—detta skulle vara de huvudsakliga biologiska effekterna. Vi uppskattade att cancerfrekvensen skulle öka med cirka 50 procent för något som är lika stort som en människa – och ju större du är, desto värre är det. För en elefant eller en val, stråldosen går upp mycket."

En supernova för 2,6 miljoner år sedan kan vara relaterad till en marin megafaunal utrotning vid gränsen mellan Pliocen och Pleistocen där 36 procent av släktena beräknades dö ut. Utrotningen koncentrerades till kustvatten, 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, " de skriver.

Verkligen, 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. Så, we can speculate it might have something to do with the muons. I grund och botten, 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."