Süpernova patlamasının potansiyel etkilerini araştıran bazı gökbilimciler, kozmik bir ışın barajının dünyanın koruyucu ozon tabakasını aşındırarak dünyaya nüfuz eden parçacık yağmurları ürettiğini savunuyor. Atmosferi delip geçen parçacıkların, antik dünyada yıldırım etkisi oluşturarak bir dizi orman yangınını ateşlemiş olabileceği iddia ediliyor.

Science Dergisi’nde birkaç hafta önce yayımlanan Daniel Clery’in “Patlayan yıldızlar antik dünyaya saldırmış olabilir” başlıklı makalesi, süpernovaların volkanik patlamalar veya asteroit çarpmaları gibi alışılmış olayların dışında çok daha incelikli ve yerel bir biçimde kozmik saldırıları gerçekleştirebileceğini konu alıyor.

Son 20 yılda araştırmacılar, yakındaki bir yıldızın ölümüne işaret eden eski bir patlamadan gelen, deniz tabanı minerallerinde hapsolmuş yüzlerce radyoaktif atom buldular.  Yüzlerce ışık yılı uzaklıktan fışkıran x-ışınları ve gama ışınlarının parlamasının dünyaya hiçbir zarar vermediği düşünülebilir  ancak genişleyen ateş topu kozmik ışınları (çoğunlukla hidrojen ve helyum çekirdekleri) ışık hızına yaklaştırır. Bu ışın mermileri, onlarca yıl sonra gizlice gelip ve binlerce yıl sürebilecek, atmosferi ve yaşamı etkileyebilecek görünmez bir saçılıma neden olabilir.

Kozmik afetlerin dünyayı nasıl etkileyebileceğini araştıran Kansas Üniversitesi’nden gökbilimci Adrian Melott, eski süpernova patlamalarının dünya tarihi açısından çok daha dikkatli bir şekilde araştırılma zamanının geldiğini söylüyor. Ona göre bu patlamaların araştırılması, sadece Güneş Sistemi’nin nasıl şekillendiğini ve onun ağır elementlerle nasıl dönüştüğünü anlamamıza yardımcı olmakla kalmayacak,  büyük küresel iklim değişimleri ve afetleri açıklamak için de yeni ve farklı bir yol ortaya çıkaracak.  Melott, “Bu yeni ve tanıdık değil, kabul edilmesi zaman alacak” diyor.

Süpernova Tozu ve Radyoaktif İzotopların Keşfi

Her yüzyılda Samanyolu’nda birkaç süpernovanın patladığı ve dünyaya çok yakın patlayan bir sürepnovanın potansiyel olarak yıkıcı etkilere sahip olabileceği düşünülüyor. Fizikçi Luis Alvarez, 1970’lerde dinozorların 65 milyon yıl önce yok oluşuyla ilişkili tortu tabakalarını incelerken, dünya yüzeyinde nadir bulunan ancak asteroitlerde bol miktarda bulunan iridyumu buldu.

Alvarez, süpernova tozunu arayacak araçlara sahip değildi. Dünya zaten büyük ölçüde milyarlarca yıl önce, Güneş’in doğumundan önce süpernovalarda dövülmüş elementlerden oluştuğu için, daha yakın tarihli patlamaların çoğu tespit edilemiyordu. Ancak 1990’larda, astrofizikçiler, dünyanın doğumundan bu yana var olamayacak kadar kısa süreli radyoaktif izotopları da biriktirebileceğini fark etti.

Münih Teknik Üniversitesi’nde (TUM) bir astropartikül fizikçisi olan Gunther Korschinek, Antartika’da ve Kuzey Pasifik’te jeolojik tortularda süpernova tozunun izini sürdü.  Elde ettiği numuneleri, güçlü bir hızlandırıcı kütle spektrometresi (AMS) ile iyonize edip yüksek enerjilere yükselten Korschinek, bunları manyetik bir alandan geçirerek demir-60 atomlarını, benzer ağırlığa sahip ancak farklı yüklü nikel-60’tan ayırmayı başardı.

Süpernova Jeokimyası’ndaki gelişmelerle ilgili Science Dergisi geçtiğimiz yıl, Wallner ve ekibinin demir-60 gibi öncü yıldızdan ziyade süpernova patlamasında nötron yıldızları arasındaki çarpışmaların ürünü olan başka bir radyoaktif izotop bulduğunu yazdı. Kilonova adı verilen bu çarpışmalar, süpernovalardan 100 kat daha nadir olmasına rağmen en ağır elementlerin oluşumunda daha etkili bir rol oynuyor. 150 ila 300 ışık yılı uzaklıkta meydana gelen bir yıldız patlamasının büyük yok oluşlara neden olması uzak bir ihtimal gibi görünse de, bunların kozmik bir ışın barajı yoluyla dünyanın biyosferini etkilemiş olabileceği düşünülüyor.

Atmosfer, Uzun Süreli Kozmik Işık Barajına Maruz Kalmış Olabilir

 2016 yılında, Melott ve Thomas liderliğindeki bir ekip, 300 ışık yılı uzaklıktaki bir patlamadan Dünya’ya ulaşması muhtemel çeşitli ışık ve kozmik ışınların akışını ve olası etkilerini ortaya çıkardı.

Kozmik ışınlar, süpernovanın genişleyen ateş topundaki şok dalgalarıyla ışık hızına yakın hızlara ulaşan parçacıklardır. Yüklü oldukları için, galaktik manyetik alanlar tarafından dünyadan saptırılabilirler. Melott ve Thomas, atmosferin uzun süreli bir baraja maruz kalabileceğini buldu. Süpernova patlamasından yaklaşık 500 yıl sonra zirveye ulaşarak ve atmosferik gazın iyonlaşmasında 5000 yıl sürecek olan 10 katlık bir artışa neden olabileceği düşünülüyor.

Yüksek enerjili parçacıklar üst atmosfere çarptığında, ikincil parçacıkların oluşumunu etkiler. Bu parçacıkların çoğu daha sonraki çarpışmalarda söner, ancak müonlar (elektronların ağır, kısa ömürlü kuzenleri) sönmeden devam eder. Bu da dünya yüzeyindeki canlıların normal radyasyon dozunun üç katını alacağı anlamına gelir.

150 ışık yılı uzaklıkta patlayan bir Süpernovanın oluşturduğu müon radyasyonunun geçmiş dönemlerde deniz canlılarını yok ettiğini düşünmek oldukça şaşırtıcıdır. Çünkü su, gökten yağan parçacıkların çoğunu engeller ancak müonlar 1 kilometreye kadar nüfuz edebilir. Normalde neredeyse tüm radyasyondan korunan deniz canlıları, dozdaki en ufak bir artışla en büyük nispi artışı yaşayacak ve en çok acıyı çekecektir. Bunun Pleistosen çağının başlangıcında deniz megafaunasının neslinin tükenmesinin de nedeni olduğu düşünülüyor.

NASA tarafından geliştirilen bir atmosferik kimya modelini kullanan Melott ve Thomas, iyonlaşmanın neden olduğu kimyasal değişikliklerin ozonu bazı yerlerde yaklaşık yüzde 7 veya daha fazla tüketeceğini ve azot oksit bileşiklerinin oluşumunu yüzde 30 artıracağını tahmin ediyor.

Eğrelti Otlarının Gizemli Bir Şeklide Kararması

Araştırmacılar, kozmik bir ışın barajının dünya üzerinde yaratacağı birçok etkiyi modellemeye devam ediyor.  Geçtiğimiz yıl, süpernova araştırmacıları 359 milyon yıl önce büyük bir yok oluş olayını açıklayabilecek benzer bir senaryo önerdiler. Southampton Üniversitesi’nden John Marshall tarafından yönetilen bir ekip, o zamandan beri eğreltiotu benzeri bitkilerin sporlarının aniden şekilsiz ve karanlık hale gelme nedeninin ultraviyole radyasyonu olduğunu keşfetti. 60 ışık yılı uzaklıktaki bir patlamanın ozon tabakasını etkileyerek dünyayı ultraviyole ile ıslatabileceği öne sürülüyor. King’s College London’da teorisyen olan John Ellis ise bunu “oldukça spekülatif” buluyor, çünkü o kadar eski bir süpernovanın radyoaktif parmak izlerini tespit etmek şu anda imkânsız.

Kozmik Işınlar, Orman Yangınlarını Tetiklemiş Olabilir Mi?

The Journal of Geology’deki 2020 tarihli bir makalede Melott ve Thomas daha büyük bir spekülatif sıçrama yaptı. İkincil kozmik ışınların hava moleküllerinden elektron kopararak, şimşek için yollar yarattığını, bunun sadece daha fazla nitrojen bileşiği üretmekle kalmayacağını, aynı zamanda orman yangınlarını da tetikleyeceğini kaydetti.

Melott ve Thomas, süpernova kaynaklı orman yangınlarının erken insanları ağaçlardan savanlara iterek iki ayaklılığa, daha büyük beyin boyutuna ve ardından gelen her şeye yol açmış olabileceğini öne sürüyor. Bu tezin doğrulanması için, astronomların eski süpernovaların zamanlamasını daha kesin olarak belirlemeleri gerekiyor ancak süpernova izlerini ortaya çıkarmak hiç de kolay değil.

Süpernova jeokimyası ile ilgili çalışmalar şu anda belli modeller üzerinden yürütülüyor ve ortaya konan tahminler çoğunlukla sipekülatif bulunuyor. Ancak Almanya, Dresden’de en ağır elementlerde uzmanlaşmış ve 2023’e kadar açılması planlanan yeni bir AMS tesisi inşa etmek için çoktan kolları sıvadı.

Gökbilimciler için, bugün gökyüzünde ani bir ışık parlaması, süpernovanın dünyayı nasıl etkilediğini görmek için bulunmaz bir fırsat, ancak uzak atalarımızın gözlerini kamaştırmış olabilecek bir ışık gösterisini görme ihtimalimiz oldukça zayıf görünüyor.

Hazırlayan: Semra AĞAÇ SUCU

Kaynak: sciencemag.org/news/2021/07/exploding-stars-may-have-assaulted-ancient-earth