Исследование показывает, что космическое излучение от сверхновой изменило эволюцию вируса в Африке

Иллюстрация рентгеновской взрывной волны сверхновой. Автор: NASA/CXC/M. Weiss

Озеро Танганьика, изолированное горами вдоль Восточно-Африканского разлома, является самым глубоким озером континента, его длина составляет более 400 миль, и на его долю приходится 16% доступных мировых запасов пресной воды. Между 2 и 3 миллионами лет назад количество видов вирусов, поражающих рыбу в этом огромном озере, резко возросло, и в новом исследовании исследователи из Калифорнийского университета в Санта-Крус предполагают, что этот взрыв, возможно, был вызван взрывом далекой звезды.

В новой статье, опубликованной в The Astrophysical Journal Letters под руководством недавней студентки бакалавриата Кейтлин Ноджири и в соавторстве с профессором астрономии и астрофизики Энрико Рамиресом-Руисом и научным сотрудником Ноэми Глобус, были исследованы изотопы железа с целью идентификации сверхновой возрастом 2,5 миллиона лет.

Исследователи связали этот звездный взрыв с выбросом радиации, обрушившимся на Землю примерно в то же время, и утверждают, что взрыв был достаточно мощным, чтобы разрушить ДНК живых существ — возможно, заставив вирусы в озере Танганьика мутировать в новые виды.

«Очень здорово находить способы, которыми эти сверхдалекие объекты могут повлиять на нашу жизнь или пригодность планеты для жизни», — сказал Нодзири.

Ведущий автор Кейтлин Нодзири сейчас подает заявку в аспирантуру и надеется получить степень доктора философии по астрофизике. Автор: University of California - Santa Cruz

От глубокого космоса до дна океана

Их исследования начались на морском дне, где была обнаружена радиоактивная форма железа, образующаяся при взрывах звезд. Они определили возраст элемента, известного как железо-60, по тому, сколько его уже распалось на нерадиоактивные формы. Железо-60 на самом деле имело два разных возраста. Некоторые образовались 2,5 миллиона лет назад, а другим атомам было 6,5 миллионов лет.

Затем они выследили происхождение железа, отследив прошлые движения небесных тел. Прямо сейчас наша солнечная система находится в середине огромного участка относительно открытого пространства, называемого Местным пузырем.

«Железо-60 — это способ отследить, когда происходили сверхновые», — сказал Нодзири. Мы думаем, что где-то поблизости вспыхнула сверхновая, два-три миллиона лет назад».

Космическая корреляция с мутациями

Когда Нодзири и его коллеги смоделировали, как выглядела эта сверхновая, они обнаружили, что она обрушивала на Землю космические лучи в течение 100 000 лет после взрыва. Модель прекрасно объяснила ранее зарегистрированный всплеск радиации, воздействующий на Землю примерно в то время, который озадачивал астрономов в течение многих лет.

«Ее пригласили провести семинар CCAPP в Университете штата Огайо сразу после выхода статьи», — сказал Рамирес-Руис, добавив, что Ноджири стала первым студентом Калифорнийского университета в Санта-Крусе, которого когда-либо приглашали выступить с докладом на таком важном мероприятии.

Их моделирование сверхновой вызвало другие вопросы, поскольку ее космические лучи, вероятно, бомбардировали Землю с достаточной интенсивностью, чтобы разорвать нити ДНК пополам. «Мы видели из других работ, что радиация может повредить ДНК», — сказал Нодзири. «Это может быть ускорителем эволюционных изменений или мутаций в клетках».

Тем временем авторы наткнулись на исследование разнообразия вирусов в одном из озер африканской Рифтовой долины. «Мы не можем сказать, что они связаны, но у них схожие временные рамки», — сказал Нодзири. «Мы посчитали интересным, что наблюдается возросшая диверсификация вирусов».

Ценность разнообразных голосов

Нодзири изначально не собиралась быть публикуемым астрономом. «Я долгое время училась в общественном колледже и не знала, чем хочу заниматься», — сказала она.

В конце концов Нодзири добралась до Калифорнийского университета в Санта-Крусе, где Рамирес-Руис убедил ее подать заявку на участие в UC LEADS — программе, которая помогает студентам из недостаточно представленных групп преуспеть в науке. «Энрико проводил меня в офис разнообразия STEM», — сказала Нодзири.

Она также приняла участие в Lamat, программе, основанной Рамирес-Руис, которая обучает студентов из нетрадиционных слоев общества тому, как проводить исследования в области астрономии. «Люди из разных слоев общества привносят в науку разные точки зрения и могут решать проблемы совершенно разными способами», — сказала Рамирес-Руис. «Это пример красоты наличия разных точек зрения в физике и важности наличия этих голосов».

Больше информации: Caitlyn Nojiri et al, Life in the Bubble: How a Nearby Supernova Left Ephemeral Footprints on the Cosmic-Ray Spectrum and Indelible Imprints on Life, The Astrophysical Journal Letters (2025). DOI: 10.3847/2041-8213/ada27a

Источник: University of California - Santa Cruz