Theo nghiên cứu mới, cái chết của siêu tân tinh nổ tung của các ngôi sao khổng lồ gần đó có thể đóng vai trò quan trọng trong việc gây ra ít nhất hai sự kiện tuyệt chủng hàng loạt trong lịch sử Trái đất.
Là một trong những hiện tượng năng lượng mạnh nhất trong vũ trụ, siêu tân tinh xảy ra trong phạm vi 60 năm ánh sáng tính từ Trái đất có thể đã tước đi tầng ôzôn bảo vệ bầu khí quyển của hành tinh chúng ta, khiến sự sống tiếp xúc với bức xạ cực tím có hại từ mặt trời, một nhóm các nhà thiên văn học đã phát hiện ra.
"Một siêu tân tinh xa hơn một chút vẫn có thể gây ra tổn thất đáng kể về sự sống, nhưng ở khoảng cách này, nó sẽ rất khủng khiếp", đồng tác giả nghiên cứu Nick Wright, giáo sư vật lý thiên văn tại Đại học Keele ở Anh, nói với Space.com qua email.
Wright và nhóm của ông đã sử dụng dữ liệu về vị trí của các ngôi sao do vệ tinh Gaia hiện đã ngừng hoạt động thu thập để tiến hành điều tra dân số ảo đối với hơn 24.000 ngôi sao sáng nhất trong vũ trụ. Họ tập trung vào những ngôi sao nằm trong phạm vi 3.260 năm ánh sáng tính từ mặt trời để xác định các nhóm sao trẻ, có khối lượng lớn mới và tái tạo lại lịch sử hình thành sao gần đó.
"Chỉ khi hoàn thành công việc, chúng tôi mới nhận ra rằng chúng tôi cũng có thể sử dụng mẫu để ước tính tốc độ siêu tân tinh", Wright cho biết. "Khi chúng tôi thực hiện điều đó, chúng tôi nhận ra rằng nó rất gần với tốc độ của các sự kiện tuyệt chủng hàng loạt chưa được giải thích trên Trái đất!"
75% tất cả các loài, đặc biệt là các loài cá được tìm thấy ở các biển và hồ cổ đại, trong khi sự kiện kỷ Ordovic đã xóa sổ khoảng 85% các loài sinh vật biển.
"Tôi ngạc nhiên khi thấy hai tốc độ này lại giống nhau đến vậy, điều này khiến chúng tôi muốn làm nổi bật điều đó", Wright cho biết.
Nghiên cứu trước đây đã tìm thấy bằng chứng về sự xâm nhập của đồng vị phóng xạ sắt-60 trong bụi vũ trụ thu thập từ tuyết Nam Cực và từ bề mặt của mặt trăng, chỉ có thể được quy cho các nguồn liên sao như siêu tân tinh. Nhiều nghiên cứu đã liên kết dòng chảy này với sự suy giảm tầng ôzôn của Trái Đất, do các tia vũ trụ đổ xuống hành tinh của chúng ta do các vụ nổ chết chóc của các ngôi sao.
"Siêu tân tinh tạo ra một dòng bức xạ năng lượng cao rất lớn, khi đến Trái Đất có thể gây ra sự tàn phá đáng kể, bao gồm cả việc phá vỡ các phân tử ôzôn tạo nên tầng ôzôn", Wright nói với Space.com.
Sự suy giảm tầng ôzôn này, đến lượt nó, là được cho là đã góp phần vào ít nhất một cuộc tuyệt chủng hàng loạt của các loài động vật có vú biển, chim biển, rùa và cá mập xảy ra cách đây khoảng 2,6 triệu năm. Nguyên nhân chính đằng sau các sự kiện tuyệt chủng hàng loạt kỷ Devon và kỷ Ordovic vẫn chưa được hiểu đầy đủ, nhưng cả hai đều có liên quan đến sự suy giảm tầng ôzôn của Trái Đất.
Các mô phỏng của nghiên cứu mới cho thấy có khoảng một đến hai siêu tân tinh xảy ra mỗi thế kỷ ở các thiên hà như Ngân Hà.
Trong phạm vi 60 năm ánh sáng tính từ Trái Đất — khoảng cách điển hình mà một siêu tân tinh có khả năng gây ra sự hủy diệt thảm khốc cho sự sống trên Trái Đất — tốc độ xảy ra siêu tân tinh là 2 đến 2,5 trên một tỷ năm. Ước tính này phù hợp với số lượng các sự kiện tuyệt chủng hàng loạt chưa được giải thích trên Trái đất — cụ thể là sự kiện tuyệt chủng kỷ Devon và kỷ Ordovic, cả hai đều xảy ra trong vòng một tỷ năm trở lại đây — làm dấy lên khả năng các siêu tân tinh gần đó có thể đã góp phần gây ra những sự kiện này, theo nghiên cứu.
"Điều đáng chú ý là chúng ta không có bằng chứng chứng minh rằng những sự kiện tuyệt chủng đó chắc chắn là do siêu tân tinh gây ra, chỉ có tỷ lệ trùng khớp, và do đó, điều đó có vẻ rất hợp lý", Wright cho biết.
Các bài viết liên quan:
— Các ngôi sao chết trong vụ nổ siêu tân tinh có thể giải quyết bí ẩn về vật chất tối trong 10 giây
— Liệu một siêu tân tinh có thể phá hủy Trái đất không?
— Kính viễn vọng Hubble phát hiện ra vụ nổ siêu tân tinh hiếm gặp là một 'màu xanh nhạt' dữ dội dot' (hình ảnh)
Những phát hiện này là "minh họa tuyệt vời về cách các ngôi sao lớn có thể đóng vai trò vừa là người sáng tạo vừa là kẻ hủy diệt sự sống", Alexis Quintana thuộc Đại học Alicante ở Tây Ban Nha, người đứng đầu nghiên cứu mới, cho biết trong tuyên bố.
"Các vụ nổ siêu tân tinh đưa các nguyên tố hóa học nặng vào môi trường giữa các vì sao, sau đó được sử dụng để hình thành các ngôi sao mới và hành tinh", bà nói. "Nhưng nếu một hành tinh, bao gồm cả Trái Đất, nằm quá gần loại sự kiện này, điều này có thể gây ra những tác động tàn phá."
Nghiên cứu của nhóm đã được công bố vào thứ Ba (ngày 18 tháng 3) trên tạp chí Thông báo hàng tháng của Hội Thiên văn học Hoàng gia.
Là một trong những hiện tượng năng lượng mạnh nhất trong vũ trụ, siêu tân tinh xảy ra trong phạm vi 60 năm ánh sáng tính từ Trái đất có thể đã tước đi tầng ôzôn bảo vệ bầu khí quyển của hành tinh chúng ta, khiến sự sống tiếp xúc với bức xạ cực tím có hại từ mặt trời, một nhóm các nhà thiên văn học đã phát hiện ra.
"Một siêu tân tinh xa hơn một chút vẫn có thể gây ra tổn thất đáng kể về sự sống, nhưng ở khoảng cách này, nó sẽ rất khủng khiếp", đồng tác giả nghiên cứu Nick Wright, giáo sư vật lý thiên văn tại Đại học Keele ở Anh, nói với Space.com qua email.
Wright và nhóm của ông đã sử dụng dữ liệu về vị trí của các ngôi sao do vệ tinh Gaia hiện đã ngừng hoạt động thu thập để tiến hành điều tra dân số ảo đối với hơn 24.000 ngôi sao sáng nhất trong vũ trụ. Họ tập trung vào những ngôi sao nằm trong phạm vi 3.260 năm ánh sáng tính từ mặt trời để xác định các nhóm sao trẻ, có khối lượng lớn mới và tái tạo lại lịch sử hình thành sao gần đó.
"Chỉ khi hoàn thành công việc, chúng tôi mới nhận ra rằng chúng tôi cũng có thể sử dụng mẫu để ước tính tốc độ siêu tân tinh", Wright cho biết. "Khi chúng tôi thực hiện điều đó, chúng tôi nhận ra rằng nó rất gần với tốc độ của các sự kiện tuyệt chủng hàng loạt chưa được giải thích trên Trái đất!"
Siêu tân tinh alligning với các sự kiện tuyệt chủng
Wright và nhóm của ông đã phát hiện ra thời điểm xảy ra các siêu tân tinh gần Trái đất trùng khớp với hai sự kiện tuyệt chủng hàng loạt quan trọng trên hành tinh của chúng ta: cuối kỷ Devon, một loạt các sự kiện tuyệt chủng hàng loạt xảy ra cách đây 372 triệu năm và kỷ Ordovic, xảy ra cách đây 445 triệu năm và là sự kiện tuyệt chủng hàng loạt đầu tiên trong năm sự kiện tuyệt chủng hàng loạt lớn trong lịch sử hành tinh của chúng ta.75% tất cả các loài, đặc biệt là các loài cá được tìm thấy ở các biển và hồ cổ đại, trong khi sự kiện kỷ Ordovic đã xóa sổ khoảng 85% các loài sinh vật biển.
"Tôi ngạc nhiên khi thấy hai tốc độ này lại giống nhau đến vậy, điều này khiến chúng tôi muốn làm nổi bật điều đó", Wright cho biết.
Nghiên cứu trước đây đã tìm thấy bằng chứng về sự xâm nhập của đồng vị phóng xạ sắt-60 trong bụi vũ trụ thu thập từ tuyết Nam Cực và từ bề mặt của mặt trăng, chỉ có thể được quy cho các nguồn liên sao như siêu tân tinh. Nhiều nghiên cứu đã liên kết dòng chảy này với sự suy giảm tầng ôzôn của Trái Đất, do các tia vũ trụ đổ xuống hành tinh của chúng ta do các vụ nổ chết chóc của các ngôi sao.
"Siêu tân tinh tạo ra một dòng bức xạ năng lượng cao rất lớn, khi đến Trái Đất có thể gây ra sự tàn phá đáng kể, bao gồm cả việc phá vỡ các phân tử ôzôn tạo nên tầng ôzôn", Wright nói với Space.com.
Sự suy giảm tầng ôzôn này, đến lượt nó, là được cho là đã góp phần vào ít nhất một cuộc tuyệt chủng hàng loạt của các loài động vật có vú biển, chim biển, rùa và cá mập xảy ra cách đây khoảng 2,6 triệu năm. Nguyên nhân chính đằng sau các sự kiện tuyệt chủng hàng loạt kỷ Devon và kỷ Ordovic vẫn chưa được hiểu đầy đủ, nhưng cả hai đều có liên quan đến sự suy giảm tầng ôzôn của Trái Đất.
Các mô phỏng của nghiên cứu mới cho thấy có khoảng một đến hai siêu tân tinh xảy ra mỗi thế kỷ ở các thiên hà như Ngân Hà.
Trong phạm vi 60 năm ánh sáng tính từ Trái Đất — khoảng cách điển hình mà một siêu tân tinh có khả năng gây ra sự hủy diệt thảm khốc cho sự sống trên Trái Đất — tốc độ xảy ra siêu tân tinh là 2 đến 2,5 trên một tỷ năm. Ước tính này phù hợp với số lượng các sự kiện tuyệt chủng hàng loạt chưa được giải thích trên Trái đất — cụ thể là sự kiện tuyệt chủng kỷ Devon và kỷ Ordovic, cả hai đều xảy ra trong vòng một tỷ năm trở lại đây — làm dấy lên khả năng các siêu tân tinh gần đó có thể đã góp phần gây ra những sự kiện này, theo nghiên cứu.
"Điều đáng chú ý là chúng ta không có bằng chứng chứng minh rằng những sự kiện tuyệt chủng đó chắc chắn là do siêu tân tinh gây ra, chỉ có tỷ lệ trùng khớp, và do đó, điều đó có vẻ rất hợp lý", Wright cho biết.
Các bài viết liên quan:
— Các ngôi sao chết trong vụ nổ siêu tân tinh có thể giải quyết bí ẩn về vật chất tối trong 10 giây
— Liệu một siêu tân tinh có thể phá hủy Trái đất không?
— Kính viễn vọng Hubble phát hiện ra vụ nổ siêu tân tinh hiếm gặp là một 'màu xanh nhạt' dữ dội dot' (hình ảnh)
Những phát hiện này là "minh họa tuyệt vời về cách các ngôi sao lớn có thể đóng vai trò vừa là người sáng tạo vừa là kẻ hủy diệt sự sống", Alexis Quintana thuộc Đại học Alicante ở Tây Ban Nha, người đứng đầu nghiên cứu mới, cho biết trong tuyên bố.
"Các vụ nổ siêu tân tinh đưa các nguyên tố hóa học nặng vào môi trường giữa các vì sao, sau đó được sử dụng để hình thành các ngôi sao mới và hành tinh", bà nói. "Nhưng nếu một hành tinh, bao gồm cả Trái Đất, nằm quá gần loại sự kiện này, điều này có thể gây ra những tác động tàn phá."
Nghiên cứu của nhóm đã được công bố vào thứ Ba (ngày 18 tháng 3) trên tạp chí Thông báo hàng tháng của Hội Thiên văn học Hoàng gia.