Una supernova cercana a la Tierra es una explosión resultante de la muerte de una estrella que ocurre lo suficientemente cerca de la Tierra (aproximadamente a menos de 10 a 300 parsecs [30 a 1000 años luz ] de distancia [2] ) como para tener efectos notables en la biosfera de la Tierra .
Se estima que en los últimos 11 millones de años se han producido 20 explosiones de supernovas a menos de 300 pc de la Tierra. Se espera que las explosiones de supernovas de tipo II se produzcan en regiones activas de formación estelar, y 12 de estas asociaciones de supernovas OB se encuentran a menos de 650 pc de la Tierra. En la actualidad, hay 12 candidatos a supernovas cercanas a la Tierra a menos de 300 pc. [3] [4] [5]
En promedio, una explosión de supernova ocurre a 10 parsecs (33 años luz) de la Tierra cada 240 millones de años. [ cita requerida ] Los rayos gamma son responsables de la mayoría de los efectos adversos que una supernova puede tener en un planeta terrestre vivo . En el caso de la Tierra, los rayos gamma inducen la radiólisis del N 2 y O 2 diatómicos en la atmósfera superior , convirtiendo el nitrógeno y el oxígeno moleculares en óxidos de nitrógeno , agotando la capa de ozono lo suficiente como para exponer la superficie a la dañina radiación solar y cósmica (principalmente ultravioleta). El fitoplancton y las comunidades de arrecifes se verían particularmente afectados, lo que podría agotar gravemente la base de la cadena alimentaria marina. [6] [7]
Históricamente, las supernovas cercanas pueden haber influido en la biodiversidad de la vida en el planeta. Los registros geológicos sugieren que los eventos de supernova cercanos han provocado un aumento de los rayos cósmicos , lo que a su vez produjo un clima más frío. Una mayor diferencia de temperatura entre los polos y el ecuador creó vientos más fuertes, aumentó la mezcla oceánica y resultó en el transporte de nutrientes a aguas poco profundas a lo largo de las plataformas continentales . Esto condujo a una mayor biodiversidad. [8] [9]
Odenwald [10] analiza los posibles efectos de una supernova en Betelgeuse sobre la Tierra y sobre los viajes espaciales humanos, especialmente los efectos de la corriente de partículas cargadas que llegaría a la Tierra unos 100.000 años más tarde que la luz inicial y otras radiaciones electromagnéticas producidas por la explosión. Sin embargo, se estima que podrían pasar hasta 1,5 millones de años hasta que Betelgeuse se convierta en una supernova. [11]
Las especulaciones sobre los efectos de una supernova cercana sobre la Tierra suelen centrarse en las estrellas grandes como candidatas a supernovas de tipo II . Varias estrellas prominentes que se encuentran a unos pocos cientos de años luz del Sol son candidatas a convertirse en supernovas en tan solo 1.000 años. Aunque serían extremadamente visibles, si estas supernovas "predecibles" se produjeran, se cree que representarían una amenaza pequeña para la Tierra.
Se estima que una supernova de Tipo II a menos de ocho parsecs (26 años luz) destruiría más de la mitad de la capa de ozono de la Tierra. [13] Estas estimaciones se basan en modelos atmosféricos y en el flujo de radiación medido de SN 1987A , una supernova de Tipo II en la Gran Nube de Magallanes . Las estimaciones de la tasa de aparición de supernovas a menos de 10 parsecs de la Tierra varían de 0,05-0,5 por mil millones de años [7] a 10 por mil millones de años. [14] Varios estudios suponen que las supernovas se concentran en los brazos espirales de la galaxia, y que las explosiones de supernovas cerca del Sol suelen ocurrir durante los aproximadamente 10 millones de años que tarda el Sol en pasar por una de estas regiones. [13] Ejemplos de supernovas relativamente cercanas son el Remanente de Supernova de Vela ( c. 800 al.a., hace c. 12.000 años) y Geminga ( c. 550 al.a., hace c. 300.000 años).
Se cree que las supernovas de tipo Ia son potencialmente las más peligrosas si se producen lo suficientemente cerca de la Tierra. Debido a que las supernovas de tipo Ia surgen de estrellas enanas blancas comunes y tenues , es probable que una supernova que pueda afectar a la Tierra se produzca de forma impredecible y tenga lugar en un sistema estelar que no esté bien estudiado. El candidato conocido más cercano es IK Pegasi . [15] Sin embargo, actualmente se estima que para cuando pueda convertirse en una amenaza, su velocidad en relación con el Sistema Solar habrá llevado a IK Pegasi a una distancia segura. [13]
La evidencia de los productos hijos de isótopos radiactivos de vida corta muestra que una supernova cercana ayudó a determinar la composición del Sistema Solar hace 4.500 millones de años, e incluso puede haber desencadenado la formación de este sistema. [16] La producción de elementos pesados por supernova durante períodos astronómicos de tiempo finalmente hizo posible la química de la vida en la Tierra.
Las supernovas pasadas podrían ser detectables en la Tierra en forma de firmas de isótopos metálicos en estratos de roca . Posteriormente, investigadores de la Universidad Técnica de Múnich informaron sobre el enriquecimiento de hierro-60 en rocas de aguas profundas del Océano Pacífico . [17] [18] [19] Se encontraron veintitrés átomos de este isótopo de hierro en los 2 cm superiores de la corteza (esta capa corresponde a tiempos desde hace 13,4 millones de años hasta el presente). [19] Se estima que la supernova debe haber ocurrido en los últimos 5 millones de años o de lo contrario habría tenido que suceder muy cerca del sistema solar para explicar que todavía haya tanto hierro-60 aquí. Una supernova que ocurriera tan cerca probablemente habría causado una extinción masiva, que no sucedió en ese período de tiempo. [20] La cantidad de hierro parece indicar que la supernova estaba a menos de 30 parsecs de distancia. Por otra parte, los autores estiman la frecuencia de supernovas a una distancia menor que D (para una D razonablemente pequeña ) como alrededor de ( D /10 pc ) 3 por mil millones de años, lo que da una probabilidad de solo alrededor del 5% para una supernova dentro de 30 pc en los últimos 5 millones de años. Señalan que la probabilidad puede ser mayor porque el Sistema Solar está entrando en el Brazo de Orión de la Vía Láctea. En 2019, el grupo en Munich encontró polvo interestelar en la nieve de la superficie antártica no más antigua de 20 años que relacionan con la Nube Interestelar Local . La detección de polvo interestelar en la Antártida se realizó mediante la medición de los radionucleidos Fe-60 y Mn-53 por espectrometría de masas de acelerador altamente sensible , donde Fe-60 es nuevamente la firma clara de un origen de supernova reciente cercano a la Tierra. [21]
Los estallidos de rayos gamma de explosiones de supernovas "peligrosamente cercanas" ocurren dos o más veces cada mil millones de años, y esto se ha propuesto como la causa de la extinción del final del Ordovícico , que resultó en la muerte de casi el 60% de la vida oceánica en la Tierra. [22] Múltiples supernovas en un cúmulo de estrellas hipergigantes moribundas que ocurrieron en rápida sucesión en una escala de tiempo astronómica y geológica también se han propuesto como un desencadenante de los múltiples pulsos de la extinción del Devónico tardío , en particular el evento Hangenberg al final del Devónico. [23]
En 1998 se encontró un remanente de supernova , RX J0852.0−4622 , frente (aparentemente) al remanente de supernova Vela, de mayor tamaño . [24] Se descubrió de forma independiente que emanaban de él rayos gamma de la desintegración del titanio-44 ( con una vida media de unos 60 años), [25] lo que demuestra que debe haber explotado bastante recientemente (quizás alrededor del año 1200), pero no hay registro histórico de ello. Su distancia es controvertida, pero algunos científicos argumentan a partir del flujo de rayos gamma y rayos X que el remanente de supernova está a solo 200 parsecs (650–700 años luz ) de distancia. [26] Si es así, que haya ocurrido hace 800 años es un evento estadísticamente inesperado porque se estima que las supernovas a menos de 200 parsecs de distancia ocurren menos de una vez cada 100.000 años. [19]
