jueves, 4 de agosto de 2016

El peligro de las supernovas


Según un modelo el efecto de las explosiones de supernovas no tan cercanas no sería tan inocuo como se había creído hasta ahora.
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Vivimos tiempos difíciles. Una de las indicaciones de ello es que cada día nos fijamos más en las catástrofes que puedan eliminar a la humanidad de este planeta. De este modo, el fin del mundo tal y como lo conocemos puede venir en forma de meteorito que impacte la Tierra, en forma de supervolcán o en la forma de una supernova cercana que nos irradiará hasta que nos mate a todos.
Esas amenazas están probabilísticamente mucho más lejanas que los riesgos más inminentes de una catástrofe climática y ecológica, fenómenos que se darán inevitablemente muy pronto si no hacemos nada para evitarlos.
El caso es que empezamos ver como más fácil que suceda una catástrofe global que la posibilidad de cambiar el capitalismo, tal y como sugiere el filósofo Slavoj Žižek.
Pese a todo, ya que es un tema científico, hay que estudiar las posibilidades de una catástrofe cósmica. Aunque sólo sea para evaluar la probabilidad de que suceda y analizar así mejor el pasado. Un estudio reciente se centra en el daño que puede hacer sobre la vida en la Tierra una explosión de una supernova no muy cercana. ¿Cómo de cerca debe estar para que eso se dé?
Se sabe que la Tierra ha estado sometida a la explosión de supernovas en varias ocasiones en los últimos 9 millones de años. Pero el alcance del daño que puedan haber hecho no se ha evaluado bien. De acuerdo a un nuevo estudio este daño puede haber sido superior a lo estimado con anterioridad.
Según el nuevo modelo, las explosiones de supernovas no tan cercanas pueden inducir un chaparrón de radiación (principalmente muones) que llegue hasta el suelo y que incluso penetre cientos de metros en los océanos. Esto podría haber alterado el clima y la evolución de la vida en el pasado y puede suceder de nuevo.
Hace unos meses dos trabajos independientes publicaban pruebas de que varias supernovas habrían explotado en el pasado a una distancia menor a los 330 años luz de nosotros. Cada una de estas explosiones habría sembrado el Sistema Solar y, por tanto, la Tierra, con hierro-60. La sobreabundancia de este isótopo aún se puede medir en los sedimentos marinos e incluso en la Luna.
Obviamente, este hierro-60 es lo único que ha sobrevivido hasta ahora. Además de rayos cósmicos consistentes en núcleos de isótopos de diversos elementos lanzados a alta velocidad, las supernovas emiten un montón de fotones de luz y electrones rápidos. Según Neil Gehrels (Goddard Space Flight Center, NASA) una supernova que emita toda esta radiación puede provocar una extinción masiva en la Tierra si está a menos de 25 años luz de distancia a nosotros. Sin embargo, una supernova que esté a cientos de años luz de distancia no tendría efecto sobre la vida en la Tierra. La causa sería geométrica: la ley del inverso del cuadrado de la distancia. Pero no todo el mundo está de acuerdo con esta visión optimista.
Ahora, un equipo de investigadores liderado por Brian Thomas (Washburn University) ha calculado lo que pasaría si una supernova explotase a 325 años luz de distancia a nosotros y llega a la conclusión de que su radiación sí afectaría a la vida en la Tierra.
La razón es que parte de la radiación emitida por este tipo de eventos está en la gama energética de los TeV y con esa energía las partículas pueden traspasar el escudo magnético de la Tierra y propagarse profundamente en la atmósfera.
Ahora mismo, mientras que el amable lector lee estas líneas, tiene que ser consciente de que miles de muones atraviesan su cuerpo, Partículas con la suficiente energía como para producir mutaciones en su ADN. Si vive en las montañas o viaja mucho en avión entonces recibe más de este tipo de radiación. Los muones recibidos de este modo constituyen un sexto de la dosis de radiación total que los humanos recibimos anualmente.
Pero los muones no proceden directamente de las supernovas y otros fenómenos energéticos que se dan en el Universo, sino que son el subproducto de la interacción de los rayos cósmicos con los átomos de la atmósfera terrestre. De este modo, un protón de alta energía puede chocar contra un núcleo de nitrógeno y producir otras partículas hasta que al suelo llega un buen chaparrón de muones.
La probabilidad de que nos diese uno de estos protones sería pequeña, pero la probabilidad de que nos impacte un muón de ese chaparrón de radiación secundaria en mucho más alta. En el día a día podemos tolerar este nivel de radiación, entre otras cosas porque las partículas de mayor energía sólo se propagan por la alta atmósfera en donde ionizan el aire y destruyen parte del ozono. Al suelo llegan pocos muones de alta energía. Pero si una supernova “cercana” eleva el flujo inicial de rayos cósmicos de muy alta energía, entonces el daño puede llegar a ser muy alto.
Según estos investigadores, los rayos cósmicos de alta energía de una supernova relativamente cercana atravesarían las altas capas de la atmósfera casi sin interaccionar. Luego, esta radiación, al ser muy energética, penetraría por la atmósfera inferior hasta la troposfera y llegaría al suelo. Crearía entonces átomos ionizados cerca del suelo e incluso penetraría hasta un kilómetro en el mar.
El problema era que en estudios previos no se había puesto la atención en los pocos rayos cósmicos de muy alta energía emitidos por las supernovas, sino en todos los demás de menor energía que son los más abundantes. En este nuevo estudio se han centrado precisamente en los rayos cósmicos de muy alta energía, que, aunque escasos, producen un chaparrón muy abundante de partículas secundarias energéticas. El fenómeno multiplicaría por 20 el flujo de muones, lo que aumentaría la dosis anual de radiación que los humanos u otros seres vivos recibimos. Sería el equivalente a la radiación recibida al hacerse un escáner por tomografía computacional por año de vida.
Aunque esta dosis de radiación no eliminaría la vida en la Tierra, sí causaría una pequeña extinción masiva, así como muchas mutaciones que pueden afectar el curso de la evolución. Incluso este tipo de eventos podrían producir súbitas explosiones evolutivas (aunque sea a costa de la muerte de muchos individuos).
Hay pruebas de que una extinción de este tipo sucedió hace 2,59 millones de años, pero todavía es pronto para relacionarla con una explosión de supernova en ese tiempo.
Además, este tipo de fenómenos podrían afectar el clima terrestre. Así por ejemplo, los muones en la baja atmósfera afectan a la formación de nubes y esto puede enfriar la Tierra. La última secuencia de supernovas se dio justo antes de que la Tierra entrara en la última serie de glaciaciones. Estos periodos glaciares allanaron el camino para la evolución del homo sapiens. De todos modos, los autores se muestran cautos a la hora de atribuir las glaciaciones (o el inicio de las mismas) a este tipo de fenómenos, aunque indican que hay que investigarlo.
El próximo paso a dar por este grupo es estudiar el registro geológico para buscar pruebas de que las supernovas puedan haber causando este tipo de fenómenos.
Si estos científicos están en lo cierto entonces tendría grandes implicaciones sobre la contingencia de la evolución. Nuestro origen como especie también podría estar entonces en la explosión de una supernova a cientos de años luz de distancia a nosotros. Como siempre, vemos que todo está conectado.
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