翻譯：方芊

校對：張雨荷、李宜驊

排版：王招君

后臺：李子琦

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一顆大質量恒星以超新星形式爆炸時，所釋放的能量難以估量。超新星爆炸會產生一些重元素，包括鐵，這些重元素在爆炸中被拋射到太空中。在地球上，海底沉積物中存在過兩輪鐵同位素 60Fe 的累積，科學家追溯到它們分別發生在大約兩三百萬年前和大約五六百萬年前。同時，產生鐵元素的爆炸也使地球受到了宇宙輻射。

在提交給《天體物理學雜志快報，ApJL》的新研究中，科學家們研究了這些超新星爆炸向地球傳遞了多少能量，以及這些輻射可能如何影響了地球上的生命。這篇論文的標題是“泡中的生命：附近的超新星如何在宇宙射線光譜上留下短暫的痕跡，并在生命中留下不可磨滅的印記。”主要作者是加州大學圣克魯斯分校的凱特琳·諾吉里。

圖注：對于“本地泡”的藝術概念圖

圖源： NASA

作者在文章中提到，“地球上的生命在來自地球和宇宙的電離輻射的持續暴露下不斷進化。”數十億年來，地球輻射逐漸減少，但宇宙輻射卻沒有。隨著太陽系在銀河系中移動，地球所受的宇宙輻射量也隨之變化。“地球附近的超新星活動有可能將地球表面的輻射水平提高幾個數量級，這將對生命的進化的未來產生深遠影響，”

圖注：太陽系所處的本地泡

圖源：

作者解釋說，大約兩百萬年前的那些鐵同位素直接來自超新星爆炸，而更早的鐵同位素則是地球穿過氣泡時形成的。研究標題中提到的“泡”來自一種特殊的恒星，稱為OB恒星。OB恒星是巨大、熾熱且壽命短的恒星，通常成群形成。這些恒星發出強大的外流風，在星際介質中形成炙熱氣體的“泡”。我們的太陽系位于其中一個泡內，稱為“本地泡”，其寬度接近 1,000 光年，形成于幾百萬年前。

“大約 2-3 百萬年前的 60Fe 峰值很可能源自天蝎-半人馬座星協（~140 pc）或杜鵑-時鐘座星協（~70 pc）中發生的超新星。而 ~5-6 百萬年前的峰值很可能歸因于太陽系進入本地泡，”

本地泡的形成并不是悄然發生的，在過去的 1500 萬年里，15次超新星爆炸才形成本地泡。“我們從本地泡歷史的重建中得知，在過去的6百萬年里至少有9場超新星爆炸，”

研究人員收集了所有數據，并計算了本地泡中多個超新星的輻射量。他們討論了一些可能性，但是目前尚不清楚這種輻射劑量會產生什么樣的生物效應。

輻射劑量可能足以造成DNA雙鏈斷裂。這是一種嚴重的損傷，可能導致染色體變化甚至細胞死亡。但就地球生命的發展而言，還有其他影響。

2024 年的一篇論文顯示，“200-300 萬年前，非洲坦噶尼喀湖的病毒多樣化速度加快。” 這可能與超新星輻射有關嗎？“如果能更好地了解這是否可以歸因于我們預測的該時期宇宙輻射劑量的增加，那將很有吸引力，”盡管這只是作者的玩笑話，但是超新星輻射的強度不足以引發滅絕，可能足以引發更多的突變，從而導致更多的物種多樣化。

輻射始終是環境的一部分。隨著事件的發展和地球在銀河系中的移動，輻射時而上升時而下降。不知何故，它一定是創造地球上生命多樣性的方程式的一部分。

作者在結論中寫道：“因此，可以肯定的是，在評估地球生命的生存能力和進化時，宇宙輻射是一個關鍵的環境因素，而關鍵問題在于，當考慮物種進化時，輻射成為有利或有害觸發因素的閾值是什么。”

不幸的是，我們并不清楚輻射究竟如何影響生物，可能存在的閾值是多少，以及它們會如何隨時間變化。“只有清楚地了解宇宙輻射（特別是在地面占主導地位的介子）的生物效應，才能確定確切的閾值，而這仍然是一個尚未探索的問題，”Nojiri 和她的合著者寫道。

研究表明，無論我們是否能在日常生活中看到它，甚至無論我們是否意識到它，我們的太空環境都會對地球生命產生強大的影響。超新星輻射可能影響了地球歷史關鍵時期的突變率，有助于塑造進化。

如果沒有超新星爆炸，地球上的生命看起來可能會大不相同。我們之所以能出現在這里，很多因素都必須恰到好處。也許在遙遠的過去，超新星爆炸在通往我們人類的進化鏈中發揮了作用。

責任編輯：楊欣冉

牧夫新媒體編輯部

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