樹木年輪可能是遙遠超新星對地球影響的線索

美國科羅拉多大學波德分校（University of Colorado Boulder）地球學家羅拔·碧肯里奇（Robert Brakenridge）的最一項新研究發現，在距地球數千光年的地方發生的大規模能量爆炸可能已經在地球的生物學和地質學中留下了痕跡。

超新星是已知宇宙中一些最劇烈的事件，能夠在短短幾個月內，釋放出與太陽一生相同的能量，形成極度明亮的天體。

科羅拉多大學波德分校資深研究員碧肯里奇說指出：我們一直在其他星系中看到超新星，通過望遠鏡，銀河係有點薄霧。然後，突然間，一顆恆星出現了，並且可能和銀河系的其餘部分一樣明亮。他認為一個非常近的超新星能夠將人類文明從地球表面抹去，但即使距離更遠，這些爆炸仍可能造成人的傷亡，使到地球暴露在危險的輻射之中並破壞地球保護性的臭氧層。

為了研究這些可能的影響，碧肯里奇在樹木年輪記錄中搜索這些遙遠的宇宙爆炸的指紋。他的發現，相對近的超新星理論上可以在過去的四萬年之中曾經引發至少四次對地球氣候的破壞。

雖然不是結論性，但是提供了誘人的暗示。就地球生命的穩定性而言，太空中發生的事情並不總是停留在太空中，而這些都是極端事件，其潛在影響似乎與樹木年輪記錄相符。

碧肯里奇解釋，他的研究取決於碳14（也稱為放射性碳）是一種碳同位素原子的情況。在地球上只有少量出現，也不是地球自然產生來的。當來自太空的宇宙射線幾乎恆定地轟擊地球大氣時層，就會形成放射性碳。通常每年都有穩定的數量，而樹木吸收二氧化碳，其中一些碳就是放射性碳。

但是，有時候，樹木吸收的放射性碳量並不穩定。科學家發現在少數情況，這種同位素的濃度突然增加，而沒有明顯的地球原因。許多科學家假設，這些長達數年的峰值可能是由於太陽耀斑或太陽表面能量的大量噴射所致。碧肯里奇和其他一些研究人員將目光投向遠離太陽示的地方。

碧肯里奇說：「我們看到的地面事件正在尋求解釋，實際上只有兩種可能性：太陽耀斑或者超新星。我認為超新星的假設不應否定得太快。」

他指出，科學家在其它星系中記錄了超新星，這些超新星產生了驚人數量的伽馬輻射，這種輻射可以觸發地球上放射性碳原子的形成。儘管這些同位素本身並不危險，但其水平的上升可能顯示來自遙遠超新星的能量已經向我們的星球傳播了數百至數千光年。

為了檢驗這一假設，碧肯里奇奇轉向過去。他整理了一份清單，列出了過去四萬年中相對接近地球的超新星。科學家可以通過觀察它們留下的星雲來研究這些事件。然後，他將這些銀河煙花的估計年齡與地面上樹本年輪記錄進行了比較。

他發現在研究的八個最接近的超新星中，所有這些似乎都與地球上放射性碳記錄中無法解釋的峰值有關。他認為其中四個是特別有可能的候選超新星。以船帆座一顆前恆星為例。這個距地球約815光年的天體，大約在一萬三千年前就成為了超新星。此後不久，地球上的放射性碳水平躍升了近3％，這是一個驚人的增長。

在這種情況下，發現結果離超新星爆炸事件很近。科學家雖然無法確定是過去的超新星。船帆座超新星殘骸爆炸的時間不確定，可能有多達一千五百年的誤差。當時還不清楚這種破壞對地球上的動植物有什麼影響。但是碧肯里奇認為，這個問題值得更深入的研究。

【圖：美國太空總署；文：節譯自科羅拉多大學波德分校2020年11月11日新聞公佈】研究全文刊登在2020年11月4日出版的《國際天體生物學學報》