Cerca de 2,6 milhões de anos atrás, uma luz estranhamente brilhante chegou ao céu pré-histórico e permaneceu lá por semanas ou meses. Era uma supernova a cerca de 150 anos-luz de distância da Terra. Dentro de algumas centenas de anos, muito depois de a estranha luz no céu ter diminuído, um tsunami de energia cósmica daquela mesma explosão estelar poderia ter atingido nosso planeta e atingido a atmosfera, provocando mudanças climáticas e desencadeando extinções em massa de grandes animais oceânicos, incluindo uma espécie de tubarão do tamanho de um ônibus escolar.

Os efeitos de tal supernova - e possivelmente mais de uma - na grande vida do oceano são detalhados em um artigo publicado recentemente em Astrobiologia .

"Venho fazendo pesquisas como esta há cerca de 15 anos, e sempre no passado foi baseado no que geralmente sabemos sobre o universo - que essas supernovas deveriam ter afetado a Terra em algum momento ou outro, "disse o autor principal Adrian Melott, professor emérito de física e astronomia da Universidade de Kansas. "Desta vez, é diferente. Temos evidências de eventos próximos em um momento específico. Sabemos a que distância eles estavam, então podemos realmente calcular como isso teria afetado a Terra e comparar com o que sabemos sobre o que aconteceu naquela época - é muito mais específico. "

Melott disse que documentos recentes revelando antigos depósitos de isótopos de ferro-60 no fundo do mar forneceram a evidência "enterrada" do tempo e da distância das supernovas.

"Já em meados da década de 1990, as pessoas disseram, 'Ei, procure o iron-60. É revelador porque não há outra maneira de chegar à Terra a não ser por meio de uma supernova. Porque o ferro-60 é radioativo, se fosse formado com a Terra, já teria desaparecido há muito. Então, deve ter chovido sobre nós. Há algum debate sobre se havia apenas uma supernova realmente próxima ou toda uma cadeia delas. Eu meio que prefiro uma combinação dos dois - uma grande corrente com outra que era excepcionalmente poderosa e próxima. Se você olhar para o resíduo de ferro-60, houve um grande pico de 2,6 milhões de anos atrás, mas há excesso espalhado há 10 milhões de anos. "

Os co-autores de Melott foram Franciole Marinho, da Universidade Federal de São Carlos, no Brasil, e Laura Paulucci, da Universidade Federal do ABC, também no Brasil.

De acordo com a equipe, outras evidências de uma série de supernovas são encontradas na própria arquitetura do universo local.

"Temos a bolha local no meio interestelar, "Melott disse." Estamos bem no limite. É uma região gigante com cerca de 300 anos-luz de comprimento. É basicamente muito quente, gás de densidade muito baixa - quase todas as nuvens de gás foram varridas dele. A melhor maneira de fabricar uma bolha como essa é um monte de supernovas que a tornam cada vez maior, e isso parece se encaixar bem com a ideia de uma corrente. Quando fazemos cálculos, eles são baseados na ideia de que uma supernova que explode, e sua energia passa pela Terra, e acabou. Mas com a bolha local, os raios cósmicos refletem nas laterais, e o banho de raios cósmicos duraria 10, 000 a 100, 000 anos. Por aqui, você poderia imaginar uma série dessas coisas alimentando mais e mais raios cósmicos na Bolha Local e nos dando raios cósmicos por milhões de anos. "

Existindo ou não uma supernova ou uma série delas, a energia de supernova que espalhou camadas de ferro-60 por todo o mundo também fez com que partículas penetrantes chamadas múons banhassem a Terra, causando câncer e mutações - especialmente em animais maiores.

"A melhor descrição de um múon seria um elétron muito pesado - mas um múon é algumas centenas de vezes mais massivo do que um elétron, "Melott disse." Eles são muito penetrantes. Mesmo normalmente, há muitos deles passando por nós. Quase todos eles passam sem causar danos, no entanto, cerca de um quinto de nossa dose de radiação vem de múons. Mas quando esta onda de raios cósmicos atinge, multiplique esses múons por algumas centenas. Apenas uma pequena facção deles irá interagir de alguma forma, mas quando o número é tão grande e sua energia tão alta, você tem mais mutações e câncer - esses seriam os principais efeitos biológicos. Estimamos que a taxa de câncer aumentaria cerca de 50 por cento para algo do tamanho de um humano - e quanto maior você for, pior é. Para um elefante ou uma baleia, a dose de radiação sobe muito. "

Uma supernova de 2,6 milhões de anos atrás pode estar relacionada à extinção de uma megafauna marinha na fronteira do Plioceno-Pleistoceno, onde 36% dos gêneros foram estimados como extintos. A extinção concentrou-se nas águas costeiras, where larger organisms would catch a greater radiation dose from the muons.

According to the authors of the new paper, damage from muons would extend down hundreds of yards into ocean waters, becoming less severe at greater depths:"High energy muons can reach deeper in the oceans being the more relevant agent of biological damage as depth increases, " eles escrevem.

De fato, a famously large and fierce marine animal inhabiting shallower waters may have been doomed by the supernova radiation.

"One of the extinctions that happened 2.6 million years ago was Megalodon, " Melott said. "Imagine the Great White Shark in 'Jaws, ' which was enormous—and that's Megalodon, but it was about the size of a school bus. They just disappeared about that time. Então, we can speculate it might have something to do with the muons. Basicamente, the bigger the creature is the bigger the increase in radiation would have been."

The KU researcher said the evidence of a supernova, or series of them, is "another puzzle piece" to clarify the possible reasons for the Pliocene-Pleistocene boundary extinction.

"There really hasn't been any good explanation for the marine megafaunal extinction, " Melott said. "This could be one. It's this paradigm change—we know something happened and when it happened, so for the first time we can really dig in and look for things in a definite way. We now can get really definite about what the effects of radiation would be in a way that wasn't possible before."