Ahora tenemos pruebas de que una supernova explotó peligrosamente cerca de la Tierra hace 2.5 millones de años

En sus 4.500 millones de años de historia, la Tierra ha tenido que correr el desafío. Numerosas catástrofes han puesto en peligro al planeta, desde impactos masivos, conflagraciones volcánicas y episodios gélidos de la Tierra bola de nieve. Sin embargo, la vida persiste.

Entre todos los peligros que amenazan a un planeta, el más potencialmente calamitoso podría ser una estrella cercana que explota como un supernova.

Cuando una estrella lo suficientemente masiva llega al final de su vida, explota como una supernova (SN). La explosión hiper-energética puede iluminar el cielo durante meses, convirtiendo la noche en día para cualquier planeta lo suficientemente cerca.

Si un planeta está demasiado cerca, será esterilizado, incluso destruido. A medida que la estrella atraviesa su agonía, produce ciertos elementos químicos que se esparcen por el espacio.

Durante años, los investigadores han estado perplejos ante la evidencia de que una supernova explotó en algún lugar cercano a la Tierra hace un par de millones de años. La evidencia es una concentración de 60Fe, un isótopo de hierro producido por supernovas, que se encuentra alrededor de la Tierra.

Ahora, un nuevo estudio presenta evidencia adicional de una explosión de supernova cerca de la Tierra hace 2,5 millones de años. Esta vez, es una concentración de 53 Mn, otro radioisótopo producido por supernovas.

El estudio que presenta los hallazgos se titula “53Mn producidos por supernovas en la Tierra. “El autor principal del artículo es el Dr. Gunther Korschinek de la Universidad Técnica de Munich. La investigación publicado en la revista Cartas de revisión física.

El estudio se centra en lo que se denominan costras de ferromanganeso. Están hechos de piedra, pero se parecen más a un pastel de chocolate. Son depósitos de sedimentos marinos que crecen con el tiempo, a medida que los óxidos de hierro y manganeso precipitan del agua de mar.

Mantienen un registro de los productos químicos en la fuente de agua a medida que se forman con el tiempo. Además de ser una fuente potencial de minerales valiosos, también son una evidencia valiosa para los científicos. El equipo de investigadores detrás de este estudio examinó muestras de estas costras de ferromanganeso y encontró no solo 60Fe, sino también 53Mn.

El 60Fe encontrado en la Tierra es una evidencia potencial de una explosión de supernova en las inmediaciones de la Tierra. 60Fe se conoce como radionúclido extinto. Debido a que su vida media es de 2.6 millones de años, cualquier 60Fe en la Tierra debería haberse descompuesto en níquel hace mucho tiempo. Encontrarlo ahora significa que fue producido en tiempos más recientes, en términos astronómicos.

Pero las supernovas no son lo único que puede sintetizar 60Fe. También puede ser producido por rama gigante asintomática (AGB) estrellas. Todas las estrellas en el rango de masa baja a intermedia (0,6 a 10 masas solares) pasan por esta etapa de evolución cerca del final de sus vidas.

Así que es posible que el 60Fe encontrado en la Tierra provenga de uno de estos en los últimos millones de años, en lugar de una supernova. ¿Cómo se puede responder la pregunta sobre la fuente del 60Fe?

En su artículo, los investigadores escriben que “un radionúclido inequívoco, solo formado por SN, como 53Mn, detectado en las mismas muestras que el 60Fe, puede resolver esta cuestión abierta”.

Ahora los científicos han encontrado 53 Mn en las mismas costras de ferromanganeso que el 60Fe. A diferencia de 60Fe, las estrellas AGB no pueden producir 53Mn. Solo puede ser producido por supernovas.

(Dominik Koll / TUM)

Arriba: Un trozo de corteza de manganeso que comenzó a formarse hace unos 20 millones de años. Creció capa por capa a medida que los minerales precipitaban del agua de mar. Los investigadores encontraron concentraciones elevadas de 60 Fe y 56 Mn en capas depositadas hace unos 2,5 millones de años. La presencia de estos depósitos es evidencia de una explosión de supernovas cercanas en ese momento.

¿Pastel de chocolate? ¿O pistola humeante?

“El aumento de las concentraciones de manganeso-53 puede tomarse como la ‘pistola humeante’, la prueba definitiva de que esta supernova realmente tuvo lugar”, dice el primer autor, el Dr. Gunther Korschinek, en un presione soltar.

Las costras de ferromanganeso en el centro de este descubrimiento parecen algunos de los pasteles de chocolate más ricos y húmedos que puedas imaginar. Pero, por supuesto, son duros como una roca. Son roca.

Para encontrar los 53Mn en estas costras de aspecto curioso, los investigadores tuvieron que ir a buscar átomos individuales. Emplearon un método llamado espectrometría de masas con acelerador.

“Una forma factible de detectar 53Mn en los reservorios de la Tierra es, como en el caso del hallazgo de 60Fe, el conteo directo de átomos mediante espectrometría de masas con acelerador (AMS)”, escriben los autores en su artículo.

Ese método de espectrometría de masas es especialmente eficaz para separar un isótopo raro de sus vecinos más comunes. En este caso, los investigadores buscaban 53Mn en medio de sus hermanos más comunes, 55Mn. 55Mn es el único “natural” isótopo de manganesoy es estable.

No es solo el descubrimiento de 53Mn lo que es significativo; es la concentración. Se espera que unos 53 Mn lleguen a la Tierra en forma de polvo cósmico. Pero es inusual encontrar más, como lo hicieron los investigadores detrás de este estudio. Y su presencia significa que definitivamente hubo una explosión de supernova en las cercanías de la Tierra, hace unos 2,5 millones de años.

“Este es un análisis de ultratrazas de investigación”, dijo Korschinek. “Estamos hablando de unos pocos átomos aquí”. Sorprendentemente, las mediciones no solo detectan la presencia de 53 Mn, sino que también pueden ayudar a comprender el tamaño de la estrella de la que proviene.

“Pero la espectrometría de masas del acelerador es tan sensible que incluso nos permite calcular a partir de nuestras mediciones que la estrella que explotó debe haber tenido entre 11 y 25 veces el tamaño del sol”, agregó Korschinek.

Eso apunta a una explosión grande y extremadamente enérgica. Aparte de la presencia de la supernova 53Mn y la 60Fe, ¿qué efecto tuvo?

Estaba demasiado lejos para causar una extinción masiva, pero probablemente bañó la Tierra con rayos cósmicos. Eso probablemente afectó el clima.

“Sin embargo, esto puede conducir a una mayor formación de nubes”, dice el coautor, el Dr. Thomas Faestermann. “Quizás haya un vínculo con la época del Pleistoceno, el período de la Edad del Hielo, que comenzó hace 2,6 millones de años”.

Entonces, si bien puede que no haya sido ultra calamitoso para la Tierra, tuvo un efecto.

(NASA / ESA / JHU / R.Sankrit y W.Blair)(NASA / ESA / JHU / R. Sankrit y W. Blair)

Algunos investigadores piensan que la explosión de la supernova en ese momento provocó al menos una extinción parcial, llamada Extinción de la megafauna marina del plioceno. Señalan no solo la presencia de niveles elevados de 60Fe, sino también una característica en el espacio llamada Burbuja local.

Es un agujero gigantesco y cavernoso en el medio interestelar causado por una o más explosiones de supernovas. Ahora, el descubrimiento de 53Mn simplemente refuerza esa hipótesis.

En su trabajo, los investigadores observaron muestras de costras de ferromanganeso de hidrogenético origen, de cuatro lugares diferentes en el Océano Pacífico. Dos eran del Atolón de Midway, uno era de Donizetti Ridge y el cuarto era del Pacífico Central.

Las muestras variaron en profundidad desde 1.589 metros (5.213 pies) hasta 5.120 metros (3,18 millas). Cada lugar de muestreo produjo 15 muestras de profundidad creciente, para un total de 60 muestras.

Compararon las concentraciones de 53Mn nacidos de supernovas con los 55Mn más comunes. Cuando graficaron las proporciones, quedó claro que la cantidad de 53 Mn depositados en las costras de ferromanganeso era mucho mayor hace unos 2,5 millones de años.

“Dado que el exceso de 53Mn se detecta en las mismas muestras y rango de tiempo en el que se ha identificado 60Fe”, escriben los autores en su artículo, “confirma el origen SN de ese 60Fe”.

Entonces, no solo ahora sabemos que definitivamente hubo una explosión de SN en las cercanías de la Tierra hace unos 2.5 millones de años, también tenemos la primera detección del isótopo inestable 55Mn.

(Korschinek et al, 2020)(Korschinek et al, 2020)

Arriba: los datos combinados de las cuatro áreas de muestreo. El C / C0 en el eje vertical representa las relaciones 53Mn / Mn medidas en las muestras. Hay un claro aumento en la marca de hace 2,5 millones de años.

“Así, 53Mn es el segundo radioisótopo del mismo SN donde se ha detectado 60Fe, y es por primera vez que se ha encontrado 53Mn, formado por nucleosíntesis durante un SN”.

En cuanto al efecto que tuvo el SN en la Tierra, es fuente de grandes conjeturas, estudios y debates. Algunos dicen que provocó una extinción parcial en la ya mencionada extinción de la megafauna marina Plioceno. Otros dicen que podría haber ayudado a desencadenar la conversión a bipedalismo.

Si bien este estudio no se adentra en los efectos que el SN puede haber tenido en la vida, presenta una evidencia cada vez más sólida a favor de la explosión de la supernova.

Y aunque este SN fue en su mayoría una llamada cercana a la vida en la Tierra, también es un buen recordatorio de que la Tierra estará en la supuesta zona de muerte de una supernova una vez cada 800 millones de años.

El reloj cósmico avanza.

Este artículo fue publicado originalmente por Universo hoy. Leer el artículo original.

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