艺术家对超新星的印象
多年来，科学家一直在研究超新星如何影响地球上的生命。超新星是非常强大的事件，并且取决于它们与地球的接近程度，它们可能会产生从灾难到无关紧要的后果。但是现在，一篇新论文背后的科学家们说，他们有一些具体证据表明一个或多个超新星与260万年前的灭绝事件有关。
大约260万年前，一个或多个超新星爆发了大约50秒差距，或大约160光年远离地球。与此同时，地球上也发生了一次灭绝事件，称为 上新世海洋巨型动物灭绝。当时地球上多达三分之一的大型海洋物种被消灭，其中大多数生活在浅海岸水域。
“这次，情况有所不同。我们在特定时间有附近事件的证据。“ - 堪萨斯大学的Adrian Melott博士。
在新的论文绘制超新星和灭绝之间的联系，并建议粒子称为 介子 是有罪者。证据不仅存在于化石记录中，而且还存在于大约260万年前沉积在地球上的一层放射性铁中，称为 铁60。证据也在太空中，以一个或多个超新星创造的膨胀气泡特征的形式出现。
该论文来自堪萨斯大学物理学和天文学名誉教授Adrian Melott，以及巴西联邦圣保罗大学的共同作者。梅洛特在一份新闻稿中说，15年来他一直在研究超新星对地球的影响。但是这篇论文更具体，并将上新世的灭绝与特定的超新星联系起来。“这次，情况有所不同。我们在特定时间有附近事件的证据，“Melott说。“我们知道他们离我们有多远，所以我们实际上可以计算出它会如何影响地球并将其与我们对当时发生的事情进行比较 - 它更为具体。”
那么这些细节告诉我们什么呢？
首先，让我们谈谈铁，特别是铁60.铁60是 元素铁的 同位素。同位素只是原子核中具有不同数量中子的原子。所有的铁都具有相同数量的质子-26-和相同数量的电子，也就是26个。但是它的中子数可以变化。宇宙中的大部分铁，包括地球上的铁，都是铁56.铁56具有26个质子和30个中子的稳定核。铁56是稳定的，这意味着它不具有放射性并且不会腐烂。
但是在地球上，还有一些铁60，其中一个不稳定的核包含26个质子和34个中子。它是放射性的，并且衰变到最终变成镍。在整个地质记录的不同时间都有铁60残留物，在大约260万年前出现大幅飙升。但事情就是这样：当地球形成时，任何铁60都是地球的一部分，很久以前就会衰变成镍。没有留下任何痕迹。
“早在20世纪90年代中期，人们就说，'嘿，寻找铁-60。这是一个告密者，因为没有其他办法可以通过超新星进入地球。'“ - 堪萨斯大学的Adrian Melott。
因此，如果260万年前有60亿铁，那就必须来自某个地方。那个地方只能是空间。由于超新星是唯一可以制造铁60并通过太空扩散出来的东西，它必须来自超新星。
但铁60并没有杀死大型海洋动物。当然，它具有放射性，但它并不是灭绝背后的罪魁祸首。这只是灭绝同时超新星的证据。
还有另一个证据支持“超新星死亡”理论：一个巨大的太空泡泡。
该特征称为 局部气泡，是星际介质中的挖空腔 。星际介质是存在于恒星系统之间，星系内的空间中的物质和辐射。它基本上是气体，尘埃和宇宙射线，它填补了太阳系之间的空间。
局部气泡是由一个或多个超新星从星际介质中挖空的形状。我们的太阳系就在其内部，像Antares和Beta Canis Majoris这样的明星也是如此。
局部气泡基本上是由一个或多个超新星创造的星际介质的挖空区域
没有其他事件可以掏空本地泡泡。当超新星爆炸时，冲击波会清除其区域内的气体和灰尘，从而产生气泡。气泡并非完全是空的，其中留有一些非常热和非常低密度的气体。但是大部分的气体云已经消失了。
“我们在星际媒体中有局部泡沫，”梅洛特说。“我们是正确的。这是一个长约300光年的巨大地区。它基本上是非常热的，非常低密度的气体 - 几乎所有的气体云都被扫除了。制造像这样的泡沫的最好方法是一大堆超新星吹得越来越大，这看起来很符合链条的想法。“
因此，如果局部气泡和铁60的证据支持导致上新世海洋巨型动物灭绝的多个超新星的出现，那灭绝的机制到底是什么？铁60不能做到，也不能在太空中冒泡。所以发生了什么事？
梅洛特和他的团队说这一切都归结为称为μ子的亚原子粒子。
“对μ子的最佳描述将是一个非常重的电子 - 但μ子的质量是电子的几百倍。” - Adas Melott，Kanasas大学的第一作者。
当超新星在地球上传播铁60时，它不是唯一从太空降下来的东西。还有μ子。根据Melott的说法，μons最好被描述为“重电子”。虽然我们经常从太空接收到μ子，但是大多数都是无害地穿过我们，只有奇怪的人与我们互动并构成了我们不断受到轰炸的辐射的一部分。
“对μ子的最佳描述将是一个非常重的电子 - 但μ子的质量比电子大几百倍，”Melott说。“他们非常具有穿透力。即便如此，也有很多人经过我们。几乎所有这些都无害地通过，但我们的辐射剂量的五分之一来自μ介子。“
但是当超新星爆炸时，情况发生了变化。μ比普通背景数量多出数百倍。对于具有较大表面积的较大动物，这意味着更大的辐射暴露。
“但是，当这波宇宙射线袭击时，将这些μ子倍增，”梅洛特说。“它们中只有一小部分会以任何方式相互作用，但当数量如此之大且能量如此之高时，你会得到更多的突变和癌症 - 这些将是主要的生物学效应。我们估计，对于像人类这么大的东西，癌症发病率会上升50％左右 - 你越大，就越糟糕。对于大象或鲸鱼，辐射剂量会增加。“
因此，遥远的超新星导致地球上的μ子数量大幅增加，从而提高了癌症的发病率，特别是在大型海洋动物中。而且，由于动物在水中的深度越深，它就越受到保护，在较浅的沿海水域中较大的海洋动物的灭绝是副产品。
在上新世海洋巨型动物灭绝期间，一种特别大型和臭名昭着的海洋动物灭绝了：巨齿鲨（Megalodon），是地球上有史以来最大，最强大的捕食者之一。
Megalodon是一种公共汽车大小的鲨鱼，也是有史以来最大的掠食者之一
巨齿鲨是一条古老的鲨鱼，与260万年前灭绝的校车一样大。“260万年前发生的灭绝之一是Megalodon，”Melott说。“想象一下'大白鲨中的大白鲨'，这是巨大的 - 那是Megalodon，但它大约相当于一辆校车的大小。他们刚刚消失了。因此，我们可以推测它可能与μ子有关。基本上，生物越大，辐射的增加就越大。“
正如梅洛特所承认的，这里有一些猜测。灭绝可能还有其他原因，包括冰河时期海洋的降温。在冰河时期海平面也会降低，这意味着该物种失去了良好的护理区域。
巨齿鲨不是唯一在那段时间灭绝的物种。在 2017年的一篇论文中，研究人员记录了其他海洋巨型动物的灭绝，包括哺乳动物，海鸟和海龟。但是一个或多个超新星能造成这一切吗？
当时地球处于气候变化的时期，因此很难理解超新星和气候变化对灭绝的个别影响。另一项研究表明，与上新世 - 更新世灭绝的超新星有不同的联系。
在2002年的一项研究中，研究人员研究了地方气泡和地球的铁60，并得出结论，两者都是灭绝的一个因素。但他们提出了不同的机制。他们说，超新星引起紫外线的激增，撞击地球，杀死食物链底部的小生物，这反过来导致更大的海洋巨型动物死亡。
对于Melott和他的团队来说，超新星μ子理论就是它的一部分。堪萨斯大学的研究人员表示，超新星或其中一系列超新星的证据是“另一个难题”，以澄清上新世 - 更新世边界灭绝的可能原因。
“对于海洋巨型动物物种灭绝，确实没有任何好的解释，”梅洛特说。“这可能是一个。正是这种范式的改变 - 我们知道发生了什么事情，什么时候发生了，所以我们第一次能够真正地挖掘并以明确的方式寻找事物。我们现在可以非常明确地确定辐射的影响将是以前无法实现的方式。“
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