在過去的900萬年裡，地球表面曾多次受到來自附近超新星的破壞性輻射。這是一個國際天文學家小組的宣告，該小組已經建立了一個計算機模型，該模型表明，來自超新星的高能粒子在地球大氣中產生的電離輻射足以達到地面。天文學家說，輻射的湧入可能改變了地球氣候的程序和生命的進化。今年早些時候，兩個獨立的天文學家小組公佈了一些證據，表明有幾顆超新星在距離地球330光年的地方爆炸了。而每個事件都給太陽系帶來了大量的鐵60，不僅僅在大西洋、太平洋和印度洋底部的核心樣本中發現了大量的鐵60，在月球上也發現了大量的鐵60。

鐵60並不都是超新星產生的。那些爆炸後的星星產生了大量由高能的電子和原子核組成的光和宇宙射線。在之前的研究中，特別是美國宇航局戈達德太空飛行中心的尼爾·蓋倫斯的研究表明，一顆超新星必須在距離地球25光年的範圍內爆炸，才能使我們的星球受到足夠強的輻射，從而導致大規模的物種滅絕。所以相比之下，幾百光年之外的超新星被認為不可能影響生命或地球的大氣層。

刺穿宇宙射線

現在，由來自美國沃什伯恩大學的布萊恩·托馬斯領導的小組認為這個結論是錯誤的。研究人員觀察了如果一顆超新星在325光年的距離爆炸會發生什麼，並計算出它的輻射會如何影響地球。他們發現，除了擾亂地球生物的晝夜節律外，藍光和紫外線不會產生什麼顯著影響。然而，超新星加速射向地球的宇宙射線則是另一番景象。堪薩斯大學的艾德里安·梅洛特(Adrian Melott)是該研究小組的成員之一，他說，這些粒子的能量在太電子伏(TeV)區域，能夠“穿過太陽風和地球磁場，比宇宙射線傳播到大氣中更遠的地方”。

破壞生命的不是宇宙射線本身，而是它們與大氣相互作用時產生的輻射。當宇宙射線撞擊空氣分子時，會產生大量的次級粒子，這些次級粒子充滿了質子、中子和強大的介子流。通常這種情況發生在高層大氣中，並可能導致平流層中臭氧的電離和破壞。無論如何，超新星宇宙射線的能量是如此之大，以至於它們會直接穿過平流層，而穿透對流層的低層大氣。在那裡，它們形成簇射，然後電離地面上或附近的原子，並深入海洋一公里深處。

高能量聚集

伊利諾伊大學(University of Illinois)天文學和物理學教授（並不是托馬斯團隊的成員）布萊恩•菲爾茲(Brian Fields)表示:“早期有關超新星破壞的研究，並沒有把重點放在宇宙射線光譜的高能狀態上。阿德里安、布萊恩和同事們已經證明，這些宇宙射線很重要，雖然它們的數量比能量較低的普通宇宙射線要少。”

現在，介子貢獻了我們每年輻射劑量的六分之一，但托馬斯的團隊計算出，一顆超新星會導致介子通量增加20倍，在幾千年的時間裡，這將是地球上生命形式每年輻射劑量的三倍。研究小組說，這就好比地球上的每一種生命形式每年都要接受一次醫學CT掃描。雖然這不會消滅地球上的生命，但從統計學上看，它可能導致了一些“小”物種的大規模滅絕，以及細胞突變，從而可能引發進化的爆發。

有證據表明，大約在259萬年前發生過一次較小的大規模滅絕，但現在就斷言它與附近的超新星有多麼緊密的聯絡還為時過早。不過，研究小組認為，超新星造成破壞的範圍可能會擴大。“宇宙射線增加了對生物造成嚴重傷害的‘殺傷半徑’，”菲爾茲說。

氣候的轉變

宇宙射線也可能改變了地球的氣候。一批超新星出現在地球進入冰河時代之前，在冰河時代末期為人類的出現鋪平了道路。超新星和氣候之間的一個可能的聯絡是，低層大氣中的介子影響了雲層，從而使地球變冷。

“我們所有的天氣都發生在對流層，當電離作用在對流層發生時，這對我們的天氣和氣候會有什麼影響?”Melott問道。“我不會說它導致了冰河世紀，但這種可能性確實需要調查。”

Melott說，下一步計劃是搜尋地質記錄，尋找超新星確實有影響的證據，同時進一步完善描述超新星宇宙射線在太空中傳播的模型。

參考資料

1.WJ百科全書

2.天文學名詞

3. physicsworld-小花