Supernova inom 300 ljusår? Håll hamstern under tak!

Om en supernova exploderar tillräckligt nära solsystemet skulle det kunna påverka livet på jorden. För närvarande finns endast en handfull jättestjärnor som skulle kunna explodera som supernovor på obekvämt nära håll, men solsystemet har under sin rörelse i Vintergatan ibland befunnit sig nära supernovor som kunnat lämna påtagliga spår på jorden. Ett par supernovor per sekel exploderar i Vintergatan, och med några miljoner års mellanrum kan det hända att en smäller av obehagligt nära solsystemet. Ett forskarlag under ledning av Brian Thomas vid Washburn-universitetet i USA har i en ny studie räknat på hur en supernova inom 1000 ljusår från solsystemet skulle påverka förhållandena för livet på jorden. I både havsdjupen och i rymden runt solsystemet märks ännu vad forskare tolkar som spår efter jordnära supernovor för några miljoner år sedan.

En viss isotop av grundämnet järn (järn-60) har hittats i anmärkningsvärda koncentrationer vid undersökningar av Stilla havets botten. Isotopen järn-60 har sitt ursprung i supernovor och en halveringstid på ca 2,6 miljoner år. Genom följa med stoftkorn från en närbelägen supernova har detta järn kunnat nå jorden. Då halveringstiden är kort jämfört med jordens ålder (4,5 miljarder år) är supernovaursprunget en trolig förklaring till hur järn-60 hamnat på havsbottnen. Klaus Knie och medarbetare publicerade 1999 resultat som visade på ökade förekomst av järn-60 på havsbottnen i södra Stilla havet. Man tolkade detta som spår efter supernovor som inträffat nära jorden (inom några hundra ljusår) någon gång under de senaste 3 miljoner åren. De pekade också på ungefär 5 miljoner år gamla möjliga spår efter en annan närbelägen supernova.

Den lokala bubblan
Har dessa närbelägna supernovor satt andra spår som vi kan se i efterhand? Väljer man på måfå en kubikmeter rymd i Vintergatan och räknar väteatomerna i den är chansen god att man finner ca 1 miljon stycken. Det kan verka som många, men är ett mycket bättre vakuum än vi kan åstadkomma i laboratoriet. I solsystemets närmaste omgivning i Vintergatan är rymden dock extra tom, med enbart ca 10000 st väteatomer per kubikmeter. Området med denna låga täthet sträcker sig några hundra ljusår runt solsystemet och kallas helt enkelt för den lokala bubblan. En hypotes säger att den lokala bubblan i det interstellära mediet kan ha gröpts ut av ett antal supernovaexplosioner i solens närhet under de senaste årmiljonerna. Det skulle i så fall kunna vara spår från sådana supernovor som hittats på Stilla havets botten.

Säkerhetsavståndet till en supernova?
Med dessa geologiska och astronomiska spår efter närbelägna supernovor som grund har Brian Thomas och hans forskarlag beräknat hur en onyttigt närbelägen supernova skulle kunna ha påverkat jorden och dess invånare. De har då tagit hänsyn till hur elektromagnetisk strålning från supernovan kunnat påverka jorden, samt till hur den exploderande stjärnan påverkat den kosmiska strålning som når vår planet. I studien skiljs på typfall då en jättestjärna exploderar 1000 respektive 300 ljusår från solsystemet.

På mindre än 1000 ljusårs avstånd skulle en supernova kunna tävla med fullmånen i ljusstyrka. Dock skulle en supernova på detta avstånd ha nästan ingen inverkan på jorden och dess livsformer, enligt artikeln. Vid 300 ljusårs avstånd eller mindre fås heller inga svåra effekter genom den elektromagnetiska strålningen. Den kosmiska strålningens inverkan gör dock saken något värre. Kosmisk strålning utgörs främst av atomkärnor med extremt höga energier som når oss från källor utanför solsystemet; supernovor har identifierats som en av källorna till denna strålning. Efter en supernova inom 300 ljusårs avstånd skulle mer energirik kosmisk strålning än vanligt tränga djupt ner i jordatmosfären och öka joniseringen i troposfären (atmosfärsskiktet närmast jordytan). Denna ökning skulle kunna kvarstå under åtminstone 1000 år. Thomas och hans forskarlag spekulerar i att detta kan leda till klimatförändringar på jorden och ökade cancerrisker. Man medger i sin artikel att noggrannare beräkningar krävs, men det framgår att en supernova på några hundra ljusårs avstånd kan ha ohälsosamma effekter.

Flitigt sökande
Letandet efter spår på jorden efter supernovor är för närvarande ett livligt forskningfält. Peter Ludwig och hans kollegor i Tyskland och Österrike kom i mitten av augusti ut med studie där de granskat 111 olika prover ur borrkärnor från Stilla havets botten, tagna nära ekvatorn på 3870 m djupt vatten. De fann förhöjd förekomst av järn-60 mellan 1,5 och 3 miljoner år sedan, med en topp vid 2,2 miljoner år sedan, vilket de tillskriver en supernova ca 300 ljusår från jorden. Detta stärker de tidigare rönen från Knies grupp. Ludwig och hans lag förkastar idén att denna supernova skulle ligga bakom den massdöd i haven och den globala nedkylning av jorden som skedde vid denna tid.

Fortsättningen kan vi se oss i månen efter
Vid Londons universitet har Ian A. Crawford funderat på hur vi på månen skulle kunna leta efter spår av supernovor. Månens fördel är dess avsaknad av väder och sentida geologisk aktivitet. Eftersom månytan blottas direkt för rymdens vakuum är det lättare för material som en närbelägen supernova slungat ut att nå månytan. Det är också lättare för det ökade flödet av kosmisk strålning som en supernova vållar att sätta spår i månytan. De lavaslätter som finns på månen har byggts upp genom lavaflöden vid skilda tidpunkter i månens historia, och mellan lavaskikten finns välbevarat stoft från olika epoker. Dessa lager av material erbjuder ett arkiv i god kronologisk ordning från hela månens period av aktiv vulkanism, mellan 4 och 1 miljarder år sedan. På denna tid har solsystemet hunnit kretsa över 15 varv i Vintergatan, och hamnat nära åtskilliga supernovor längs sin bana.

Månen är för övrigt aktuell under Astronomins dag och natt (ADON) 8 oktober, då månen kommer att ägnas särskild uppmärksamhet som en del av International Observe the Moon Night.

Till sist, hur var det med hamstern?
Det hör inte till vanligheterna att hamstrar dyker upp i The Astrophysical Journal Letters, men Brian Thomas och hans medförfattare tar upp just guldhamstern som exempel när det gäller hur ljus från en närbelägen supernova kan påverkar livet på jorden. De hänvisar till en studie på just hamstrar från 1984 av hur vitt ljus sänkte produktionen av hormonet melatonin. Melatoninet reglerar tidscykler i kroppen; mängden melatonin i kroppen hos ett däggdjur ändras under dygnets lopp. Det vita ljuset i studien hade en effekt per ytenhet som ungefär svarar mot den vi kan vänta oss från en supernova på under 300 ljusårs avstånd. Är du hamsterägare och skulle se en supernova mindre än 300 ljusår bort flamma upp på himlen, lägg för säkerhets skull en filt över hamsterburen om supernovaljuset blir störande. Detta kan möjligen minska risken att din hamster drabbas av onödig, supernovarelaterad morgontrötthet.