距離較遠(yuǎn)的超新星也有可能影響地球？

船帆座超新星遺跡。是13000年前爆發(fā)的船帆座超新星導(dǎo)致地球上出現(xiàn)了新仙女木冰期？

CTIO / NOIRLab / DOE / NSF / AURA

一般來說，一顆爆發(fā)的超新星要影響到地球，其與地球的距離必須小于100光年。然而美國科羅拉多大學(xué)博爾德分校Robert Brakenridge為首的一個科研團(tuán)隊稱，他們發(fā)現(xiàn)超新星即使出現(xiàn)在較遠(yuǎn)的宇宙中，也會改變地球的氣候——過去如此，未來可能也是如此。

研究人員分析了過去1.5萬年的地球演化史，尤其關(guān)注了那些氣候突變的時期——目的是探究宇宙中一些超新星遺跡的形成，與這些氣候變化事件的出現(xiàn)在時間線上是否剛好對齊——如果是這樣，那么就暗示這些氣候變化事件可能與超新星爆發(fā)有關(guān)聯(lián)。

研究人員基于太空望遠(yuǎn)鏡提供的數(shù)據(jù)，在電腦中建立了一個超新星輻射模型。該模型能夠展示這些輻射與大氣層接觸后會給地球帶來什么樣的沖擊。

超新星產(chǎn)生的高能光子轟擊地球大氣，會給平流層帶來兩種有害的結(jié)果。一種結(jié)果是會讓平流層內(nèi)的臭氧層變薄。臭氧層是生命的護(hù)盾，能夠吸收有害的太陽輻射，當(dāng)然也能吸收超新星產(chǎn)生的有害輻射。第二種結(jié)果是，超新星輻射會分解平流層內(nèi)的溫室氣體——甲烷。

研究人員稱，超新星輻射對臭氧和甲烷的同步削弱，會導(dǎo)致部分動物滅絕，引發(fā)更多的山火，并導(dǎo)致全球變冷。

為了解地球氣候過去的變化，研究人員對古樹的年輪進(jìn)行了分析，并通過測量年輪中碳14的含量，來尋找過去是否出現(xiàn)過輻射的波動。

碳14是碳的一種放射性同位素。地球的大氣能夠持續(xù)產(chǎn)生碳14。當(dāng)宇宙射線轟擊上層大氣中的氮時，就會產(chǎn)生碳14。碳14與氧結(jié)合形成二氧化碳，并隨二氧化碳下沉到低層大氣，并最終被樹木吸收，儲存其中。

研究人員分析了過去15000年間的樹木年輪記錄，從中發(fā)現(xiàn)了11處碳14的激增。研究人員認(rèn)為與這些碳14激增相對應(yīng)的時期，可能與太空中的11次超新星爆發(fā)有關(guān)。

研究人員稱，12760前年開始的新仙女木（Younger Dryas）冰期正好與13000年前在距離地球900光年遠(yuǎn)處爆發(fā)的船帆座超新星——亦即今天船帆座超新星遺跡的始作俑者相對應(yīng)。

而距離地球約1140光年遠(yuǎn)，X射線發(fā)射區(qū)在天空中面積相當(dāng)于滿月90倍的霍因加（Hoinga）超新星遺跡，其形成時間大約為距今15000年前。形成這個遺跡的超新星，可能正是14320年前導(dǎo)致年輪中碳14激增，并誘發(fā)老仙女木（Older Dryas）冰期的原因。

研究人員還列舉了另外6個碳14激增期，以及與這些時期相對應(yīng)的候選超新星。這些超新星的距離和爆發(fā)時間看起來都相當(dāng)合理。不過研究人員表示，他們提出的只是一種可能，目前尚未排除其他原因，比如太陽耀斑的影響等。

相關(guān)論文發(fā)表在近日的《英國皇家天文學(xué)會月刊》上。

霍因加超新星遺跡。它在天空中的面積相當(dāng)于90個滿月，是通過X射線發(fā)現(xiàn)的最大超新星遺跡。它可能在14000多年前誘發(fā)了一次冰期。

eROSITA / MPE / CHIPASS / SPASS / N. Hurley-Walker / ICRAR-Curtin

參考 Late Quaternary supernovae in Earth history https://academic.oup.com/mnras/article/539/4/3201/8106599