Las supernovas son las explosiones más poderosas del universo. Estos eventos masivos pueden ocurrir durante los últimos jadeos de una estrella masiva o cuando una enana blanca es impulsada a una fusión nuclear desbocada. La estrella, a su vez, colapsa sobre sí misma para formar una estrella de neutrones o un agujero negro. A veces puede ser completamente aniquilado. La luminosidad superior de una supernova se ha comparado con la de una galaxia entera.
Ahora sabemos que estos eventos extraordinarios podrían ser en parte responsables de la vida en la Tierra tal como la conocemos. La evidencia publicada en la revista científica Geophysical Research Letters demuestra una estrecha correlación entre la fracción de materia orgánica enterrada en los sedimentos creados por las supernovas y los cambios en su ocurrencia. Esta conexión indica que las supernovas han establecido condiciones esenciales para que exista la vida en la Tierra.
Según el estudio, cuando hay una gran cantidad de supernovas, el resultado puede dar lugar a los ingredientes para un clima frío, así como diferencias de temperatura significativas entre el ecuador y las regiones polares del planeta. Estas diferencias crean altas velocidades del viento y la mezcla de los océanos, dos factores muy importantes para la entrega de nutrientes a los ecosistemas biológicos. Las altas concentraciones de nutrientes conducen a una mayor bioproductividad, así como a un mayor enterramiento de materia orgánica en los sedimentos.
“Una consecuencia fascinante es que mover la materia orgánica a los sedimentos es indirectamente la fuente de oxígeno”, dijo el investigador principal Henrik Svensmark de la Universidad Técnica de Dinamarca, autor principal del estudio. “La fotosíntesis produce oxígeno y azúcar a partir de la luz, el agua y el CO2. Sin embargo, si la materia orgánica no se traslada a los sedimentos, el oxígeno y la materia orgánica se convierten en CO2 y agua. El enterramiento de materia orgánica evita esta reacción inversa. Por lo tanto, las supernovas controlan indirectamente la producción de oxígeno, y el oxígeno es la base de toda vida compleja”.
Durante los últimos 500 millones de años, la frecuencia de las supernovas se ha medido muy bien con las concentraciones de nutrientes en la Tierra. Según el estudio, se puede estimar la fracción de material orgánico que se encuentra en los sedimentos calculando el carbono-13 en relación con el carbono-12. Dado que la vida prefiere el isótopo más ligero de carbono 12, la cantidad de biomasa en los océanos del mundo cambia la relación entre el carbono 12 y el carbono 13 medido en los sedimentos marinos.
Si bien ahora se cree que las supernovas dieron vida a este punto azul, ¿qué provoca estas explosiones capaces de viajar a una velocidad de 15 000 a 40 000 kilómetros por segundo? Una supernova ocurre cuando hay un cambio en el núcleo de una estrella. Estos cambios pueden ocurrir de dos maneras diferentes, y ambas resultan en una gran explosión.
El primer tipo de supernova ocurre en sistemas estelares binarios. Las estrellas binarias son dos estrellas que orbitan alrededor del mismo punto. Una de las estrellas, una enana blanca de carbono y oxígeno, roba materia de su estrella compañera. Eventualmente, la enana blanca acumula demasiada materia. Tener demasiada materia hace que la estrella explote, lo que da como resultado una supernova posterior. El segundo tipo de supernova ocurre al final de la vida de una sola estrella. A medida que el combustible nuclear de la estrella se acerca al agotamiento, parte de su masa fluye hacia su núcleo. Eventualmente, el núcleo de la estrella es tan pesado que no puede resistir su propia fuerza gravitatoria, obligándola a colapsar. Esto resulta en la explosión gigante de una supernova.
Los análisis anteriores de Svensmark y sus colegas han demostrado que los iones ayudan a la formación y el crecimiento de aerosoles, lo que influye en la fracción de nubes. Dado que las nubes pueden regular la energía solar que puede llegar a la superficie de la Tierra, el vínculo nube-rayos cósmicos es importante para el clima. La evidencia observacional muestra que el clima del planeta cambia cuando cambia la magnitud de los rayos cósmicos. La frecuencia de las supernovas puede diferir en varios cientos por ciento en escalas de tiempo geológico, y los cambios climáticos resultantes son extremadamente notables.
“Cuando las estrellas pesadas explotan, producen rayos cósmicos hechos de partículas elementales con enormes energías”, dijo Svensmark. “Los rayos cósmicos viajan a nuestro sistema solar y algunos terminan su viaje chocando con la atmósfera de la Tierra. Aquí, son responsables de ionizar la atmósfera”.
Fuente: ZME Science.
