Un’antica supernova può avere cambiato il corso della vita sulla Terra?

Nel febbraio 2020, Betelgeuse, una stella gigante rossa a 642 anni luce di distanza nella costellazione di Orione, ha iniziato ad attenuarsi, suggerendo che fosse sul punto di esplodere. Le osservazioni al telescopio degli astronomi e le simulazioni al computer hanno rivelato il vero colpevole: una nuvola di polvere vagante passata temporaneamente davanti alla stella. Quando Betelgeuse alla fine esaurirà il carburante ed entrerà nello stadio di supernova, genererà un brillante spettacolo di fuochi d’artificio stellari nel cielo notturno.

Gli astronomi stimano che una manciata di stelle nella nostra galassia diventi supernova ogni secolo. Nel corso della storia della Terra, è probabile che alcune di queste esplosioni stellari siano state abbastanza vicine da causare danni catastrofici al nostro pianeta e, come ritengono alcuni ricercatori, potenzialmente alterare la traiettoria evolutiva della vita. L’ipotesi ha suscitato scetticismo, ma ha ravvivato un dibattito su quanto la vita sia suscettibile all’influenza cosmica.

Subito dopo l’esplosione di una supernova, un’onda d’urto carica di raggi cosmici, un amalgama di particelle ad alta energia, inizierà la sua corsa attraverso lo spazio. “Le viscere della stella vengono lanciate nello spazio a velocità che sono una piccola percentuale della velocità della luce“, racconta Brian Fields, Ph.D., astronomo presso l’Università dell’Illinois Urbana-Champaign.

“Questa onda si irradia nello spazio, spazzando via gas e altra materia interstellare come uno spazzaneve cosmico. Potrebbero volerci migliaia di anni prima che questi raggi raggiungano la Terra perché la loro traiettoria è influenzata dai campi magnetici che incontrano. Se il loro percorso è privo di linee di campo magnetico, viaggeranno in linea retta”, spiega Melott.

Un segno rivelatore di una supernova vicina alla Terra è la presenza dell’isotopo radioattivo ferro-60. L’isotopo, che viene trasportato sulla Terra dai resti gassosi di queste stelle esplose, ha un’emivita di milioni di anni, il che significa che deve essere arrivato sulla Terra molto tempo dopo la formazione del nostro pianeta. Tracce di ferro-60 sono state trovate nelle croste rocciose raccolte dal fondo del mare, nella neve antartica e persino nel suolo lunare raccolto durante le missioni Apollo.

L’atmosfera terrestre schermerebbe queste particelle cariche, secondo uno studio del 2016 pubblicato su Astrophysical Journal Letters, guidato da Melott e dai suoi colleghi. Nell’articolo si suggerisce che i raggi cosmici generati da una supernova esplosa a 300 anni luce di distanza scinderebbero le molecole di azoto nell’aria, generando composti di ossido di azoto che possono piovere e fertilizzare la vegetazione. Ciò stimolerebbe la vita vegetale della Terra ad assorbire l’anidride carbonica dall’atmosfera e raffreddare il clima.

Secondo lo studio, l’eccesso di ossido di azoto nell’atmosfera potrebbe lavare via fino al 7% dello strato di ozono terrestre. La cancellazione di questo scudo protettivo sottoporrebbe animali e piante ai danni del sole, alterando potenzialmente la rete alimentare per migliaia di anni. “Io e te ci metteremmo un cappello e un po’ di crema solare, ma se sei un fitoplancton, non hai questa opzione e ti cuoci“, dice Fields.

Inoltre, quando i raggi cosmici attraversano l’atmosfera terrestre, generano particelle secondarie chiamate muoni, che sono simili agli elettroni ma più pesanti. “[I muoni] possono scendere fino al suolo e persino sotto terra“, afferma Fields. “Non puoi nasconderti da loro“. Questi muoni sottoporrebbero gli animali sulla superficie terrestre a una quantità di radiazioni tre volte superiore al normale.

Perlustrare il pianeta alla ricerca di prove geologiche dell’esplosione di una supernova vicino alla Terra è più difficile che, ad esempio, cercare un cratere di un asteroide largo cinque chilometri. Tuttavia, ricercatori come Melott e Fields stanno esaminando la documentazione geologica per i casi in cui le supernove potrebbero aver avuto un ruolo nel plasmare l’ambiente terrestre e l’evoluzione della vita sulla Terra.

L’anno scorso, ad esempio, un team di ricercatori che studiava le foglie fossili di un notevole evento di estinzione nel tardo periodo del Devoniano, circa 359 milioni di anni fa, ha trovato prove di spore di piante deformate, suggerendo che queste piante potrebbero aver assorbito quantità eccessive di radiazioni ultraviolette. Fields ed i suoi colleghi hanno sostenuto in un successivo articolo pubblicato negli Acts of National Academy of Sciences lo scorso settembre che il salto di radiazioni potrebbe essere il risultato di una Terra priva dello strato di ozono.

E in uno studio pubblicato su The Journal of Geology l’anno scorso, Melott e i suoi colleghi suggeriscono che incendi diffusi, probabilmente provocati da fulmini indotti dai raggi cosmici, hanno contribuito a spingere i nostri primi antenati umani a spostarsi dalle foreste alla savana e ad abbracciare il bipedismo all’inizio del Pleistocene, 2,5 milioni di anni fa. I depositi dell’isotopo radioattivo ferro-60 trovati sulla Terra e sulla Luna sembrano corrispondere a questa tempistica.

Fields ammette che sono necessarie ulteriori prove per capire esattamente quale ruolo potrebbero aver giocato queste esplosioni stellari nel tracciare il nostro percorso evolutivo. Individuare le cause esatte dei cambiamenti su scala globale nella documentazione geologica è un compito difficile.

Una cosa è certa, tuttavia: la Terra è al sicuro dalle future supernove. Delle stelle nella nostra galassia che si stanno avvicinando alla fine del loro ciclo di vita e potrebbero diventare supernova nel prossimo futuro, nessuna è abbastanza vicina da poter causare danni catastrofici. Al massimo, dice Fields, forniranno solo uno spettacolo accattivante.