Uma explosão estelar a 65 anos-luz da Terra pode ter desencadeado uma extinção em massa

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Imagem composta da supernova 1987A. (Créditos: NASA, ESA et al.)

Tradução por Julio Batista
Original de Peter Dockrill para o ScienceAlert

Uma parte considerável da vida bem que tentou, mas não conseguiu triunfar. À medida que o período Devoniano Superior se arrastava, mais e mais coisas vivas morriam, culminando em um dos maiores eventos de extinção em massa que nosso planeta já testemunhou, aproximadamente 359 milhões de anos atrás.

O culpado por tantas mortes pode não ter sido algo da Terra, dizem cientistas. Na verdade, pode nem ter vindo do nosso Sistema Solar.

Em vez disso, um estudo publicado em agosto do ano passado, liderado pelo astrofísico Brian Fields da Universidade de Illinois em Urbana-Champaign (EUA), sugere que este grande extintor da vida na Terra poderia ter sido um fenômeno distante e completamente estranho – uma estrela morrendo, explodindo na nossa galáxia, muitos anos-luz de distância de nosso próprio planeta remoto.

Às vezes, extinções em massa como a extinção do Devoniano Superior são consideradas como desencadeadas por causas exclusivamente terrestres: uma erupção vulcânica devastadora, por exemplo, que sufoca o planeta até a morte.

Ou pode ser um visitante mortal vindo de fora da Terra – uma colisão de asteroide, como o tipo que matou os dinossauros. A morte vinda do espaço, no entanto, poderia vir de lugares muito mais remotos.

“A mensagem abrangente de nosso estudo é que a vida na Terra não existe isoladamente”, disse Fields em 2020.

“Somos cidadãos de um cosmos maior, e o cosmos intervém em nossas vidas – muitas vezes de forma imperceptível, mas às vezes ferozmente.”

Em seu novo trabalho, Fields e sua equipe exploram a possibilidade de que o declínio dramático nos níveis de ozônio coincidindo com a extinção do Devoniano Superior pode não ter sido resultado de vulcanismo ou de um episódio de aquecimento global.

Em vez disso, eles sugerem que é possível que a crise da biodiversidade exposta no registro geológico possa ter sido causada por fontes astrofísicas, especulando que os efeitos da radiação de uma supernova (ou múltiplas) a aproximadamente 65 anos-luz da Terra podem ter sido o que esgotou o ozônio do nosso planeta causando um efeito tão desastroso.

Pode ser a primeira vez que tal explicação foi apresentada para a extinção do Devoniano Superior, mas os cientistas há muito tempo consideram as repercussões potencialmente mortais das supernovas próximas à Terra neste tipo de contexto.

As especulações de que as supernovas poderiam desencadear extinções em massa remontam à década de 1950. Em tempos mais recentes, os pesquisadores têm debatido a ‘distância de destruição‘ estimada desses eventos explosivos (com estimativas variando entre 25 a 50 milhões de anos-luz).

Em suas estimativas recentes, porém, Fields e seus coautores propõem que estrelas explodindo de ainda mais longe podem ter efeitos nocivos na vida na Terra, por meio de uma possível combinação de efeitos instantâneos e de longa duração.

“Supernovas (SNe) são fontes imediatas de fótons ionizantes: ultravioleta extrema, raios X e raios gama”, explicam os pesquisadores em seu paper.

“Em escalas de tempo mais longas, a explosão colide com o gás circundante, formando um choque que impulsiona a aceleração das partículas. Dessa forma, as SNe produzem raios cósmicos, ou seja, núcleos atômicos acelerados a altas energias. Essas partículas carregadas são magneticamente confinadas dentro do remanescente de SN, e poderia banhar a Terra por ~100 ky [aproximadamente 100.000 anos].”

Esses raios cósmicos, argumentam os pesquisadores, podem ser fortes o suficiente para esgotar a camada de ozônio e causar danos de radiação de longa duração às formas de vida dentro da biosfera da Terra – o que é quase paralelo às evidências de perda de diversidade e deformações em esporos de plantas antigas encontrados em sedimentos profundos da fronteira do Devoniano-Carbonífero, depositados há aproximadamente 359 milhões de anos.

Claro, é apenas uma hipótese por enquanto. No momento, não temos nenhuma evidência que possa confirmar que uma supernova (ou supernovas) distante foi a causa da extinção do Devoniano Superior. Mas podemos encontrar algo quase tão bom quanto uma prova.

Nos últimos anos, os cientistas que examinaram a hipótese de supernovas próximas à Terra como base para extinções em massa têm procurado vestígios de antigos isótopos radioativos que só poderiam ter sido depositados na Terra por meio de estrelas explosivas.

Um isótopo em particular, o ferro-60, tem sido o foco de muitas pesquisas e foi encontrado em vários locais da Terra.

No contexto da extinção do Devoniano Superior, entretanto, outros isótopos seriam fortemente indicativos da hipótese de extinção por supernova apresentada por Fields e sua equipe: plutônio-244 e samário-146.

“Nenhum desses isótopos ocorre naturalmente na Terra hoje, e a única maneira deles chegarem aqui é por meio de explosões cósmicas”, explicou o coautor e estudante de astronomia Zhenghai Liu, da Universidade de Illinois em Urbana-Champaign.

Em outras palavras, se o plutônio-244 e o samário-146 forem encontrados enterrados na fronteira do Devoniano-Carbonífero, os pesquisadores dizem que basicamente teremos nossa cartada final: a evidência interestelar que implica firmemente uma estrela morrendo como o gatilho por trás de uma das piores extinções de todos os tempos.

E nunca mais olharemos para o céu da mesma maneira.

Os resultados foram relatados no PNAS.