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29 de Enero de 2019
Astrobiología

Cómo pudieron matar explosiones cercanas de estrellas a animales de gran tamaño

Según un nuevo estudio, unas partículas subatómicas, los muones, tras dirigirse hacia el suelo en gran número a través de la atmósfera, irradiaron fatalmente a la megafauna; por ejemplo, al megalodón, un tiburón de tamaño monstruoso.

Los restos de supernova Simeis 147 señalan el lugar de una explosión estelar que se produjo a 3000 años luz de distancia de la Tierra. Otra supernova, que estaba a solo 325 años luz, dejó huellas en la superficie terrestre y quizá contribuyó a una extinción de especies hace 2,6 millones de años [Rogelio Bernal Andreo].

Aunque la Tierra flota en el vacío, no está en medio de la nada. La bombardean sin cesar objetos venidos del espacio, como es el caso del diluvio diario de micrometeoritos y el baño de radiación procedente del Sol y de estrellas más lejanas. A veces, esos visitantes pueden mermarnos o matarnos, como el gigantesco asteroide que exterminó a los dinosaurios. Más a menudo, llegan hasta la Tierra y la Luna esquirlas estelares que se asientan pacíficamente en ambos astros para toda la eternidad, o al menos hasta que los científicos las desentierran.

La materia oscura, si existe, pertenece probablemente  a la segunda categoría. Si las hipotéticas partículas masivas débilmente interactivas (WIMP) son reales, sus colisiones con la materia regular pueden haber dejado trazas fósiles en las profundidades de la roca planetaria. Un equipo de físicos ha propuesto una nueva forma de buscar esas huellas fósiles como forma de encontrar la materia oscura.

Pero la busca de residuos cósmicos en la Tierra tiene una larga historia. Otros investigadores han demostrado que es posible hallar pruebas fósiles de partículas astrofísicas en la corteza terrestre. Algunos investigadores están reflexionando  sobre cómo afectan esos sucesos cósmicos a la Tierra, y sobre si han alterado hasta el curso de la evolución. Un nuevo estudio indica que las energéticas partículas del estallido de una estrella pudieron contribuir a la extinción de diversas especies de la megafauna, como el megalodón, un monstruoso tiburón prehistórico que se extinguió por esa misma época.

«Es una coincidencia interesante», dice Adrian Mellott, astrofísico de la Universidad de Kansas y autor de un nuevo artículo.

Cuando muere una estrella, sus entrañas se desperdigan por el espacio. En esos restos estelares hay isótopos, o variantes, de átomos como el hierro. Uno de esos isótopos, el hierro 60, es raro en la Tierra y abundante en las supernovas. En 2016 y 2017, los astrofísicos ligaron el hierro 60 encontrado en el fondo marino terrestre y en la Luna a dos antiguas supernovas de las cercanías galácticas de la Tierra. Una de ellas sucedió hace unos 2,6 millones de años; la otra, hace entre 6,5 y 8,7 millones de años.

«Hay muchas cosas que no dejan un residuo definido», decía Melott en una entrevista, pero el hierro 60 sí lo hace. «Es una prueba irrefutable de que pasó algo».

Dada una prueba así, Melott abordó una cuestión que lleva ocupando a los científicos desde al menos la década de 1950: ¿cómo podrían afectar esas supernovas a la Tierra y a la vida en ella? En el nuevo artículo, describe cómo una supernova produciría en la atmósfera una cascada de las partículas subatómicas llamadas muones, que podrían dañar el ADN y causar mutaciones en los organismos, e incluso la extinción de especies.

Los muones vienen a ser unos electrones mucho más pesados. Pueden surcar la atmósfera terrestre con mayor facilidad que los protones y los electrones. «Llegan al suelo, te golpean y algunos interaccionan contigo y dañan tu ADN», explica. «Son ideales para afectar a la vida de abajo».

Melott conjetura que una supernova de hace unos 2,6 millones de años multiplicó cientos de veces el flujo de muones en la atmósfera. Sus coautores y él calculan que la proporción de los cánceres se debió de incrementar en un 50 por ciento en los animales que tuviesen un tamaño como el de los seres humanos. Para un mamut o un megalodón, que tenía un tamaño parecido al de un autobús, la dosis de radiación habría sido aún mayor, dice Melott.

La idea de que las supernovas pueden afectar a la vida en la Tierra no es completamente nueva. El paleontólogo Otto Schindewolff propuso en la década de 1950 que las supernovas podrían haber inducido mutaciones en los animales grandes. Pero su teoría no prendió. En 1968, los astrónomos K. D. Terry y W. H. Tucker propusieron que las extinciones masivas podrían haber sido causadas por la explosión de estrellas cercanas. Esta hipótesis se ha reanimado varias veces desde entonces.

Sin embargo, la mayoría de las teorías les echan la culpa de esos exterminios a vastos cambios climáticos, no a mutaciones directas. Las explosiones de supernovas podrían aniquilar la capa de ozono de la Tierra, por ejemplo, lo que devastaría al plancton marino y a los arrecifes de coral. Las supernovas podrían generar también un exceso de rayos cósmicos que produciría un «invierno de rayos cósmicos», como ha escrito Henrik Svensmark en un mensaje de correo electrónico.

Los trabajos de Svensmark muestran que el registro geológico de la Tierra coincide en algunos casos con el flujo esperado de rayos cósmicos generados por una supernova. Y en un artículo de 1995, los físicos John Ellis y David Schramm llegaban a la conclusión de que se podía esperar que hubiese una supernova con consecuencias catastróficas por cada intervalo de unos pocos cientos de millones de años, que es el mismo ritmo al que se suceden las extinciones masivas.

En cuanto a la hipótesis de Melott de que una sola supernova de hace 2,6 millones de años causó directamente las extinciones, apunta algunas pruebas. En la frontera entre del Plioceno y el Pleistoceno, hace 2,6 millones de años, alrededor del 36 por ciento de los géneros marinos se extinguieron, sobre todo en las aguas costeras. Los animales más grandes recibirían una dosis de muones mayor en esas regiones, señala Melott.

Pero al contrario que las marcas del hierro 60 y de los WIMP, las de los muones no permanecen en el registro fósil, con lo que la conexión directa entre los muones y las extinciones es difícl de probar. «Está claro que esos muones no dejan realmente ninguna huella», dice Melott.

Aunque las lluvias de muones y de hierro 60 de las estrellas moribundas no se pueden ligar directamente con las extinciones, su presencia demuestra una verdad profunda: la Tierra, y todo lo que contiene, es una parte del universo; no es un lugar aparte. Las estrellas, realmente, podrían tener algunas respuestas acerca de nuestros destinos.

Rebecca Boyle / Quanta Magazine

Artículo traducido por Investigación y Ciencia con permiso de QuantaMagazine.org, una publicación independiente promovida por la Fundación Simons para potenciar la comprensión de la ciencia.

Referencia: «Hypothesis: Muon Radiation Dose and Marine Megafaunal Extinction at the End-Pliocene Supernova», de adrian L. Melott et al. en Astrobiology, pubklicado en Internet el 27 de noviembre de 2018; se prepublicó en arXiv:1712.09367 [astro-ph.EP].

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