Gdy gwiazdy wypalają cały wodór i hel, zaczynają w swoich jądrach produkować cięższe pierwiastki. Jednak i ten proces kiedyś dobiega końca. Przestaje wtedy powstawać również promieniowanie. To właśnie ono (a dokładniej jego ciśnienie) sprawia, że gwiazdy się nie zapadają.

Supernowe to eksplozje kończące cykl życia masywnych gwiazd

Gdy promieniowania zabraknie, materia spada na jądro gwiazdy, a jej gwałtowne ściśnięcie prowadzi do ponownego zapłonu termojądrowego. Tym razem jest to jednak bardzo gwałtowny proces – gwiazda wybucha jako supernowa. Może po niej pozostać malownicza mgławica, gwiazda neutronowa albo czarna dziura.

Sam wybuch jest tak silny, że przez chwilę przewyższa swoją jasnością całą galaktykę. Do Ziemi zaś docierają jego ślady w postaci światła i promieniowania kosmicznego. Są to głównie promienie gamma oraz rozpędzone jądra cięższych pierwiastków.

Widoczne na Ziemi wybuchy supernowych zdarzają się mniej więcej dwa razy w ciągu stulecia. Ostatnia zaobserwowana supernowa pojawiła się w Wielkim Obłoku Magellana w 1987 roku. Pierwszą supernową opisał już duński astronom Tycho Brahe w 1572 roku. Kolejną, niewiele później, Johannes Kepler w 1604. Były to, jak dotąd jedyne dwie supernowe, które wybuchły w naszej Galaktyce.

Supernowe sprzyjają życiu na Ziemi – twierdzą badacze

Badacze z Duńskiego Uniwersytetu Technicznego twierdzą, że wybuchy supernowych mają istotny wpływ na życie na Ziemi. I nie jest to, jak można by sądzić, wpływ niekorzystny. Naukowcy prześledzili ślady takich wybuchów pozostałe w ziemskich skałach na przestrzeni ostatnich 500 milionów lat. Zauważają, że po kosmicznych eksplozjach życie – sądząc po ilościach osadów organicznych w oceanach – rozkwita.

Tak odległe dzieje życia można badać, bowiem żywe organizmy wolą wykorzystywać lżejszy atom węgla-12 niż cięższy jego izotop  – węgiel-13, którego jądro ma o jeden neutron więcej. Stosunek lżejszej do cięższej odmiany węgla w osadach świadczy o ilości żywych organizmów w danej epoce geologicznej.

Według badaczy życie rozkwita, bowiem wybuchy supernowych schładzają klimat na Ziemi. To prowadzi do większych różnic temperatur między biegunami a równikiem. Te z kolei sprawiają, że silniejsze stają się wiatry i morskie prądy. Wpływa to na lepsze mieszanie się wód, co dostarcza więcej składników odżywczych morskim organizmom.

Co nie mniej ważne, dzięki temu lepszemu mieszaniu więcej martwych organizmów trafia na dno oceanów.  – Rozkład materii organicznej w oceanach pochłania tlen. Zapobiega temu opadanie jej na dno [gdzie tlenu jest niewiele, a materia rozkłada się bez udziału tlenu]. Fascynującą konsekwencją tego zjawiska jest to, że osadzanie się materii organicznej na dnie oceanów pośrednio wpływa na poziom tlenu – tłumaczy dr Henrik Svensmark, główny autor pracy.

Jak supernowe schładzają ziemski klimat?

W ten sposób supernowe pośrednio regulują poziom tlenu na Ziemi, który jest niezbędny wszystkim złożonym formom życia. Ale jak supernowe mogą schładzać klimat na Ziemi? Wskazują na to poprzednie prace zespołu dr Svensmarka.

Wynika z nich, że bombardowanie Ziemi przez jądra pierwiastków pochodzących z supernowych wpływa na tworzenie się chmur. Para wodna w atmosferze jest niewidoczna. Chmury widzimy, bo składają się z kropel wody lub drobin lodu. Jednak by powstały, potrzebne są tak zwane jądra kondensacji – czyli coś, na czym para wodna zacznie się skraplać.

Taką rolę pełnią drobiny morskich soli, pyłów unoszonych z lądów, cząstki związków wydzielanych przez drzewa, a nawet bakterie. Te ostatnie są powszechnie wykorzystywane przy produkcji sztucznego śniegu.

Jądra atomów powstałe w wybuchu supernowej, gdy trafią do ziemskiej atmosfery, również stają się takimi jądrami kondensacji. Oznacza to, że na Ziemi przybywa wtedy chmur. Jest mniej słonecznie, a więc i chłodniej. Sprzyja to jednak, jak wynika z badań, życiu na naszej planecie.

Źródła: EurekAlert, Geophysical Research Letters.