Supernoves: una amenaça per a la vida a la Terra?

La vida a la Terra s’ha desenvolupat fins a l’estat actual gràcies a una sèrie de circumstàncies fortuïtes, algunes de traumàtiques, acompanyades per una selecció darwiniana. El nostre planeta es troba a la distància adequada per tenir aigua líquida, orbita una estrella raonablement tranquil·la i de vida llarga, 10.000 milions d’anys, i està estabilitzada gràcies a un satèl·lit que va xocar casualment amb el planeta just a l’inici de la seva vida, la qual cosa li permet tenir un clima estable.

(Foto: supernova SN 2014J /  © Adam Block, Mt. Lemmon SkyCenter, U. Arizonain)

Al llarg de la seva història ha patit catàstrofes que han provocat extincions de diferents tipus i, al mateix temps, han obert noves perspectives i oportunitats a altres espècies. Al cap i a la fi, es fa difícil imaginar a Einstein escrivint la seva equació E=mc² a la pissarra i vigilant de reüll que un Tiranosaure Rex no se’l mengi. Els perills còsmics són nombrosos i un d’ells és una explosió de supernova.

Les estrelles que tenen una massa més gran que unes 10-11 masses solars, passen per totes les fases de combustió nuclear i acaben convertint l’hidrogen i heli inicials en isòtops de l’entorn del ferro, els quals s’acumulen al centre. Quan la massa de ferro acumulada supera un valor crític, 1,4 masses solars aproximadament (la famosa massa de Chandrasekhar), col·lapsa i forma una estrella de neutrons o un forat negre. L’energia alliberada es diposita a les capes externes i les fa explotar alliberant una gran quantitat de massa que conté nous isòtops radioactius i no radioactius i que es mou a milers de quilòmetres per segon. En aquest cas es parla d’una erupció de supernova. Les que tenen una massa inferior a les 10 masses solars acaben la seva vida com a nanes blanques, unes estrelles amb una massa una mica més gran que la meitat de la solar, un radi com el de la Terra i per tant, una densitat enorme. Aquestes estrelles estan fetes d’una barreja de carboni i oxigen i s’aguanten gràcies al principi quàntic de Pauli segons el qual només hi pot haver un electró a cada estat. Si no estan aïllades i formen part d’un sistema estel·lar doble, poden prendre massa a la seva companya, acostar-se a la massa de Chandrasekhar i explotar, aquesta vegada termonuclearment.

L’efecte més important que tindria una explosió de supernova seria la destrucció de la capa d’ozó a causa dels raigs còsmics i la llum ultraviolada, amb la qual cosa el planeta quedaria desprotegit durant una bona temporada. Es considera que una explosió a menys de 8 parsecs (un parsec són 3,26 anys llum) provocaria grans extincions, tot i que unes de més llunyanes també podrien tenir efectes importants sobre el clima i els organismes terrestres. En aquests moments s’estima que hi ha una explosió cada 2 a 4 milions d’anys dins un radi de 100 parsecs.

Les supernoves més freqüents, i potencialment més perilloses, són les relacionades amb la mort de les estrelles massives. Una de les propietats més importants és que sintetitzen ⁶⁰Fe durant l’explosió, un isòtop radioactiu que té una vida mitjana de 2,62 milions d’anys, el qual viatja en forma de grans de pols, pot travessar els camps magnètics solar i terrestre, i impactar la Terra. L’anàlisi dels sediments marins ha mostrat recentment l’existència de dos excessos, que tenen una edat de 1,5 a 3,2 milions d’anys el més jove i de 6,5 a 8,7 milions d’anys el més vell, i que probablement van ésser causats per una supernova. L’anàlisi de les trajectòries de les estrelles de l’entorn del Sol i l’existència del que s’anomena la Bombolla Local, una regió plena de gas calent i poc dens que inclou el nostre Sol, suggereix que aquest excés de ⁶⁰Fe el van produir dues supernoves que van explotar a una distància d’entre 60 i 130 parsecs ara fa 2,3 i 1,5 milions d’anys respectivament. Aquestes dates no coincideixen amb cap extinció massiva, però durant aquest interval de temps hi va haver una disminució significativa de la temperatura global de la Terra que va culminar amb les glaciacions del Plistocè.

En aquests moments hi ha una gran activitat per determinar la naturalesa i cronologia dels esdeveniments còsmics que han actuat sobre la Terra al llarg de la seva evolució.