Una supernova cercana a la Tierra es una explosión de supernova que ocurre a una distancia suficientemente pequeña de la Tierra (según varias estimaciones, menos de 100 años luz ) para tener un impacto notable en su biosfera .
Los cálculos estadísticos muestran que una explosión de supernova ocurre dentro de un radio de 10 pc desde la Tierra cada 240 millones de años. El factor principal en el impacto de una supernova en la biosfera de un planeta terrestre son los rayos gamma . En el caso de la Tierra, los rayos gamma pueden catalizar una reacción química en la atmósfera superior de la Tierra , como resultado de lo cual se oxida el nitrógeno molecular, lo que conducirá a una disminución de la capa de ozono . A su vez, esto hará que la biosfera de la Tierra sea vulnerable a la radiación ultravioleta y los rayos cósmicos . Las biocenosis del fitoplancton y los arrecifes de coral se verán especialmente afectadas , lo que empobrecerá significativamente las cadenas alimentarias marinas [2] [3] .
Las discusiones sobre el impacto de una supernova cercana en la Tierra a menudo consideran a las estrellas masivas como posibles candidatas para estallidos de supernova Tipo II en primer lugar. Algunas estrellas conocidas a unos pocos cientos de años luz del Sol podrían convertirse en supernovas en el próximo milenio. Una de estas estrellas es Betelgeuse , una supergigante roja situada a una distancia de 640 años luz de la Tierra [4] . Aunque tal brote sería una vista impresionante, es poco probable que pueda tener un impacto notable en los procesos que tienen lugar en la Tierra.
Según las estimaciones, una supernova de tipo II debe entrar en erupción a menos de 8 parsecs (26 años luz) de la Tierra para que el espesor de la capa de ozono se reduzca a la mitad [5] . Tales estimaciones se basan en simulaciones atmosféricas y el único flujo radiante medido de SN 1987A , una supernova de tipo II que hizo erupción en 1987 en la Gran Nube de Magallanes . Según algunas estimaciones, las supernovas de tipo II estallan a una distancia de menos de 10 parsecs de la Tierra una vez cada 2-20 mil millones de años [6] , según otros, hasta 1 vez en 100 millones de años [7] . Algunos autores basan sus estimaciones en la noción de que las supernovas se concentran en los brazos espirales de una galaxia, y que las supernovas cerca del Sistema Solar generalmente ocurren dentro de los aproximadamente 10 millones de años que le toma al Sol viajar a través de uno de estos brazos (actualmente el Sistema Solar) ubicado cerca o dentro del brazo de Orión ). El estudio de Gehrels y otros utiliza una frecuencia de 1 en unos 300 millones de años [5] . La frecuencia de las llamaradas a una distancia D es proporcional a D 3 para valores pequeños de D, pero debido al espesor finito del disco galáctico para valores grandes de D es proporcional a D 2 . La evidencia de supernovas relativamente cercanas es el remanente de supernova Parusa (unos 800 años luz, hace 12 000 años) y Geminga (unos 550 años luz, hace 300 000 años).
Las supernovas cercanas de Tipo Ia se consideran potencialmente las más peligrosas, ya que sus fuentes son tenues y, a menudo, se forman enanas blancas . En consecuencia, una supernova de este tipo, capaz de influir en la Tierra, puede aparecer de repente y en un sistema estelar poco estudiado. Según una teoría, una supernova de tipo Ia debe entrar en erupción a una distancia de menos de 10 parsecs (33 años luz) para impactar contra la Tierra [8] . El sistema conocido más cercano en el que puede ocurrir una llamarada de este tipo es IK Pegasus [9] . Actualmente se cree que para cuando exista una amenaza inmediata de un brote, este sistema se alejará del Sol a una distancia segura [5] .
El estudio de los productos de desintegración de isótopos radiactivos de vida corta muestra que una supernova cercana afectó significativamente la composición elemental del sistema solar hace 4500 millones de años y posiblemente incluso causó la formación de nuestro sistema planetario [10] . La síntesis de elementos pesados en supernovas durante la evolución del Universo hizo posible la existencia de vida en la Tierra.
En 1996, los astrónomos de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign propusieron la teoría de que los restos de supernovas pasadas podrían encontrarse en la Tierra en forma de trazas de isótopos metálicos en los estratos rocosos de la corteza terrestre. Posteriormente, investigadores de la Universidad Técnica de Munich encontraron cantidades excesivas de hierro -60 en piedras levantadas desde las profundidades del Océano Pacífico [11] [12] [13] . Se han encontrado veintitrés átomos de este isótopo de hierro en los 2 centímetros superiores de los sedimentos de piedra que se han formado durante 13 millones de años. Según las estimaciones, una explosión de supernova debió ocurrir en los últimos 5 millones de años, de lo contrario, para explicar tal número de átomos, tendría que estar tan cerca que habría provocado una extinción masiva, lo que no ocurrió en este período. del tiempo [14] . Al mismo tiempo, la distancia a la supernova no debería haber superado los 30 parsecs.
Adrian L. Melott y otros sugirieron que los estallidos de rayos gamma de las explosiones de supernovas "peligrosamente cercanas" ocurren 2 o más veces en mil millones de años y los consideraron la causa del evento de extinción del Ordovícico-Silúrico , durante el cual más del 60% de invertebrados marinos murieron [15] .
En 1998, se descubrió otro remanente de supernova superpuesto al remanente de supernova Sails , que recibió la designación RX J0852.0−4622 [16] . Independientemente de esto, se detectaron rayos gamma que emanan de esta parte del cielo, que son producto de la descomposición del titanio-44 (vida media de aproximadamente 60 años) [17] , lo que indica que el brote debería haber ocurrido relativamente recientemente (alrededor de 1200 dC), sin embargo, falta evidencia histórica. La intensidad del flujo de rayos gamma y X indican que la supernova estalló relativamente cerca de la Tierra (200 parsecs o 660 años luz) [13] .
En 2009, se encontraron nitratos en la capa de hielo de la Antártida a profundidades correspondientes a las explosiones de supernova de 1006 y 1054, así como alrededor de 1060 , que aparentemente se formaron a partir de óxidos de nitrógeno, cuya formación fue provocada por la radiación gamma de las supernovas. Este método hace posible detectar evidencia de explosiones de supernovas que han ocurrido en los últimos miles de años [18] .
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