Étoile explosive

Des explosions massives d’énergie se produisant à des milliers d’années-lumière de la Terre pourraient avoir laissé des traces dans la biologie et la géologie de notre planète, selon une nouvelle recherche de l’Université du Colorado à Boulder, géoscientifique Robert Brakenridge.

L’étude, publiée ce mois-ci dans le Journal international d’astrobiologie, sonde les impacts des supernovas, certains des événements les plus violents de l’univers connu. En l’espace de quelques mois seulement, une seule de ces éruptions peut libérer autant d’énergie que le soleil le fera pendant toute sa durée de vie. Ils sont également brillants, vraiment brillants.

«Nous voyons des supernovas dans d’autres galaxies tout le temps», a déclaré Brakenridge, un associé de recherche principal à l’Institut de recherche arctique et alpine (INSTAAR) à CU Boulder. «À travers un télescope, une galaxie est un petit point brumeux. Puis, tout à coup, une étoile apparaît et peut être aussi brillante que le reste de la galaxie.

Une supernova très proche pourrait être capable d’effacer la civilisation humaine de la surface de la Terre. Mais même de plus loin, ces explosions pourraient encore faire des ravages, a déclaré Brakenridge, baignant notre planète dans des radiations dangereuses et endommageant sa couche d’ozone protectrice.

Supernova Remnant LMC N63A

Les restes d’une supernova dans le Grand Nuage de Magellan, une galaxie naine située à proximité de la Voie lactée. Crédit: NASA

Pour étudier ces impacts possibles, Brakenridge a cherché dans les anneaux des arbres de la planète les empreintes digitales de ces explosions cosmiques lointaines. Ses découvertes suggèrent que des supernovas relativement proches pourraient théoriquement avoir déclenché au moins quatre perturbations du climat de la Terre au cours des 40 000 dernières années.

Les résultats sont loin d’être concluants, mais ils offrent des indices alléchants selon lesquels, s’agissant de la stabilité de la vie sur Terre, ce qui se passe dans l’espace ne reste pas toujours dans l’espace.

«Ce sont des événements extrêmes, et leurs effets potentiels semblent correspondre aux enregistrements des cernes», a déclaré Brakenridge.

Pointes de radiocarbone

Ses recherches s’articulent autour du cas d’un curieux atome. Brakenridge a expliqué que le carbone 14, également connu sous le nom de radiocarbone, est un isotope du carbone qui ne se produit qu’en petites quantités sur Terre. Ce n’est pas d’ici non plus. Le radiocarbone se forme lorsque les rayons cosmiques de l’espace bombardent l’atmosphère de notre planète de façon presque constante.

“Il y a généralement un montant constant année après année”, a déclaré Brakenridge. «Les arbres captent le dioxyde de carbone et une partie de ce carbone sera du radiocarbone.»

Vague de souffle Supernova

Une bulle de gaz se dilatant à environ 11 millions de miles par heure créée par l’onde de choc d’une supernova. Crédit: NASA, ESA et l’équipe Hubble Heritage (STScI / AURA). Remerciements: J. Hughes (Université Rutgers)

Parfois, cependant, la quantité de radiocarbone ramassée par les arbres n’est pas constante. Les scientifiques ont découvert une poignée de cas dans lesquels la concentration de cet isotope à l’intérieur des cernes des arbres augmente soudainement et sans raison terrestre apparente. De nombreux scientifiques ont émis l’hypothèse que ces pics de plusieurs années pourraient être dus à des éruptions solaires ou à d’énormes éjections d’énergie de la surface du soleil.

Brakenridge et une poignée d’autres chercheurs se sont penchés sur des événements beaucoup plus éloignés de chez eux.

«Nous assistons à des événements terrestres qui demandent une explication», a déclaré Brakenridge. «Il n’y a vraiment que deux possibilités: une éruption solaire ou une supernova. Je pense que l’hypothèse de la supernova a été rejetée trop rapidement.

Attention Bételgeuse

Il a noté que les scientifiques ont enregistré des supernovas dans d’autres galaxies qui ont produit une quantité incroyable de rayonnement gamma – le même type de rayonnement qui peut déclencher la formation d’atomes de radiocarbone sur Terre. Bien que ces isotopes ne soient pas dangereux en eux-mêmes, un pic de leurs niveaux pourrait indiquer que l’énergie d’une supernova lointaine a voyagé des centaines à des milliers d’années-lumière sur notre planète.

Pour tester l’hypothèse, Brakenridge s’est tourné vers le passé. Il a rassemblé une liste de supernovas qui se sont produites relativement près de la Terre au cours des 40 000 dernières années. Les scientifiques peuvent étudier ces événements en observant les nébuleuses qu’ils ont laissées derrière eux. Il a ensuite comparé les âges estimés de ces feux d’artifice galactiques au record de l’anneau d’arbre au sol.

Il a découvert que des huit supernovas les plus proches étudiées, toutes semblaient être associées à des pics inexpliqués dans les enregistrements au radiocarbone sur Terre. Il considère que quatre d’entre eux sont des candidats particulièrement prometteurs. Prenons le cas d’une ancienne star de la constellation Vela. Ce corps céleste, qui reposait autrefois à environ 815 années-lumière de la Terre, est devenu une supernova il y a environ 13000 ans. Peu de temps après, les niveaux de radiocarbone ont bondi de près de 3% sur Terre, une augmentation stupéfiante.

Les résultats ne sont nulle part près d’une arme à feu fumant, ou d’une étoile, dans ce cas. Les scientifiques ont encore du mal à dater les supernovas du passé, ce qui rend incertain le moment de l’explosion de Vela avec une erreur possible pouvant aller jusqu’à 1500 ans. On ne sait pas non plus quels auraient été les effets d’une telle perturbation sur les plantes et les animaux sur Terre à l’époque. Mais Brakenridge estime que la question mérite beaucoup plus de recherches.

«Ce qui me motive, c’est quand je regarde les archives terrestres et que je dis:« Mon Dieu, les effets prédits et modélisés semblent être là. »

Il espère que l’humanité n’aura pas à voir ces effets par elle-même de si tôt. Certains astronomes pensent avoir détecté des signes indiquant que Bételgeuse, une étoile géante rouge de la constellation d’Orion, pourrait être sur le point de s’effondrer et de devenir une supernova. Et il n’est qu’à 642,5 années-lumière de la Terre, bien plus près que Vela.

“Nous pouvons espérer que ce n’est pas ce qui va se passer car Bételgeuse est vraiment proche”, a-t-il déclaré.

Référence: «Exposition du système solaire au rayonnement supernova γ» par G. Robert Brakenridge, 4 novembre 2020, Journal international d’astrobiologie.
DOI: 10.1017 / S1473550420000348