Föreställ dig att läsa i ljuset av en exploderad stjärna, ljusare än en fullmåne – det kan vara kul att tänka på, men den här scenen är upptakten till en katastrof när strålningen ödelägger livet som vi känner det. Mördarkosmiska strålar från närliggande supernovor kan vara boven bakom åtminstone en massutrotningshändelse, forskare sa, och att hitta vissa radioaktiva isotoper i jordens stenrekord kan bekräfta detta scenario.

En ny studie ledd av University of Illinois, Urbana-Champaign astronomi- och fysikprofessor Brian Fields undersöker möjligheten att astronomiska händelser var ansvariga för en utrotningshändelse för 359 miljoner år sedan, vid gränsen mellan devon- och karbonperioderna.

Tidningen publiceras i Proceedings of the National Academy of Sciences .

Teamet koncentrerade sig på gränsen mellan devon och karbon eftersom dessa stenar innehåller hundratusentals generationer av växtsporer som verkar vara solbrända av ultraviolett ljus - bevis på en långvarig ozonnedbrytningshändelse.

"Jordbaserade katastrofer som storskalig vulkanism och global uppvärmning kan förstöra ozonskiktet, för, men bevis för dessa är osäkra för tidsintervallet i fråga, " sa Fields. "Istället, vi föreslår att en eller flera supernovaexplosioner, cirka 65 ljusår från jorden, kunde ha varit ansvarig för den utdragna förlusten av ozon."

"För att sätta detta i perspektiv, ett av de närmaste supernovahoten idag är från stjärnan Betelgeuse, som är över 600 ljusår bort och långt utanför dödningsavståndet på 25 ljusår, " sa doktorand och studiemedförfattare Adrienne Ertel.

Teamet utforskade andra astrofysiska orsaker till ozonnedbrytning, som meteoritnedslag, solutbrott och gammastrålning. "Men dessa händelser slutar snabbt och kommer sannolikt inte att orsaka den långvariga ozonnedbrytningen som inträffade i slutet av devonperioden, " sa doktoranden och studiemedförfattaren Jesse Miller.

En supernova, å andra sidan, levererar ett-två slag, sa forskarna. Explosionen badar omedelbart jorden med skadlig UV, Röntgenstrålar och gammastrålar. Senare, explosionen av supernovaskräp slår in i solsystemet, utsätter planeten för långlivad bestrålning från kosmiska strålar som accelereras av supernovan. Skadorna på jorden och dess ozonskikt kan pågå i upp till 100, 000 år.

Dock, fossila bevis tyder på 300, 000-årig nedgång i biologisk mångfald som ledde fram till massutrotningen av devon-karbon, antyder möjligheten till flera katastrofer, kanske till och med flera supernovaexplosioner. "Detta är fullt möjligt, "Miller sa. "Massiva stjärnor förekommer vanligtvis i kluster med andra massiva stjärnor, och andra supernovor kommer sannolikt att inträffa strax efter den första explosionen."

Teamet sa att nyckeln till att bevisa att en supernova inträffade skulle vara att hitta de radioaktiva isotoperna plutonium-244 och samarium-146 i stenarna och fossilerna som deponerades vid tiden för utrotningen. "Ingen av dessa isotoper förekommer naturligt på jorden idag, och det enda sättet de kan ta sig hit är genom kosmiska explosioner, " sa studentstudenten och medförfattaren Zhenghai Liu.

De radioaktiva arterna som föds i supernovan är som gröna bananer, Sa Fields. "När du ser gröna bananer i Illinois, du vet att de är färska, och du vet att de inte växte här. Som bananer, Pu-244 och Sm-146 sönderfaller med tiden. Så om vi hittar dessa radioisotoper på jorden idag, vi vet att de är färska och inte härifrån – de gröna bananerna i isotopvärlden – och därmed de rykande pistolerna från en närliggande supernova."

Forskare har ännu inte letat efter Pu-244 eller Sm-146 i stenar från gränsen mellan devon och karbon. Fields team sa att deras studie syftar till att definiera mönster av bevis i den geologiska registreringen som skulle peka på supernovaexplosioner.

"Det övergripande budskapet i vår studie är att livet på jorden inte existerar isolerat, " sa Fields. "Vi är medborgare i ett större kosmos, och kosmos ingriper i våra liv – ofta omärkligt, men ibland grymt."