Naše Sluneční soustava se nachází uvnitř obrovské bubliny o průměru 300 parseků (přibližně 980 světelných let). Tento útvar vznikl sérií explozí supernov před desítkami milionů let. Tyto mohutné kosmické výbuchy odtlačily mezihvězdný plyn a vytvořily strukturu připomínající bublinu.

Studie se zaměřuje na mladší výbuch supernovy související s nalezením stop radioaktivního železa-60 na dně oceánu, které se zde usadilo před 2-3 miliony let. Podobné nálezy jsou totiž jako otisky prstů dávných kosmických katastrof. Ukazují, že naše planeta byla v minulosti opakovaně zasažena vlnami částic vyvržených explozemi supernov.

Nejnovější výzkum naznačuje, že exploze, která zanechala stopy před 2-3 miliony let, se odehrála v souhvězdí Vlka nebo Hodin. Šlo o místa vzdálená „pouhých“ 140 respektive 70 parseků (457 resp. 228 světelných let) od Země. To je z kosmického hlediska takřka za humny.

Kosmické záření jako akcelerátor evoluce

Supernova, která vyvrhla radioaktivní železo, však nezanechala stopu jen v mořských sedimentech. Vědci zjistili, že tato exploze byla pravděpodobně také zdrojem intenzivního kosmického záření o energiích dosahujících peta-elektron-voltů (PeV). To je energie milionkrát vyšší, než jaké dosahují nejsilnější pozemské urychlovače částic.

„Ukazuje se, že táž supernova, která syntetizovala železo-60 nalezené v hlubomořských sedimentech, byla zároveň galaktickým 'PeVatronem' – tedy zdrojem extrémně energetických částic,“ tvrdí autoři studie.

Toto zjištění je klíčové pro pochopení spektra kosmického záření, které pozorujeme dnes. Vědci zjistili, že právě tato dávná supernova může vysvětlit takzvaný „ohyb“ ve spektru kosmického záření i jeho širokospektrou anizotropii (nerovnoměrné rozložení) v rozmezí energií 100 TeV až 100 PeV.

Na základě toho pak astrofyzici odhadli, jak se v průběhu času měnila úroveň kosmického záření dopadajícího na Zemi. A zde přichází možná to nejzajímavější zjištění – záření mohlo svu intenzitou významně ovlivnit vývoj raných forem života na naší planetě.

Mutace pod paprsky z vesmíru

Kosmické záření je schopné způsobovat mutace v DNA živých organismů. Za normálních okolností je jeho intenzita na povrchu Země nízká. Exploze blízké supernovy však mohla dočasně zvýšit dávky tohoto záření i více než desetinásobně.

„Zjistili jsme, že supernova ve vzdálenosti 140 parseků zvýšila úroveň kosmického záření 2 až 10krát po dobu zhruba 100 000 let,“ uvádí autoři studie. V případě bližší supernovy ve vzdálenosti 70 parseků byl nárůst ještě dramatičtější – 10 až 30násobný po stejně dlouhou dobu.

To znamená, že po sto tisíc let byly organismy na Zemi vystaveny mnohem vyšším dávkám mutagenního záření, než byla v té době přirozená úroveň. Mohlo to vést k rychlejšímu vzniku genetických změn a tím i k urychlení evoluce.

„Není jasné, jaké přesně by byly biologické účinky takových dávek záření,“ přiznávají autoři studie. Poukazují však na výzkum populací žijících v indickém státě Kérala, kde je přirozeně zvýšená úroveň radiace. Tam se ukázalo, že dávka 5 mGy za rok může být prahovou hodnotou pro indukci dvojitých zlomů DNA. Tyto zlomy mohou potenciálně vést k mutacím a skokům v diverzifikaci druhů.

Vědci v této souvislosti upozorňují na zjištění, že právě před 2-3 miliony let se zrychlilo tempo diverzifikace virů v africkém jezeře Tanganika.

„Klíčovou otázkou zůstává, jaká je prahová hodnota, při níž se záření stává příznivým nebo škodlivým spouštěčem evoluce druhů,“ konstatují autoři studie. Přesnou hranici lze stanovit pouze s jasným porozuměním biologickým účinkům kosmického záření, zejména mionů, které dominují na úrovni zemského povrchu. Tato oblast však zůstává dosud málo probádaná.

Dávky záření z dávné supernovy by rozhodně nevyvolaly masové vymírání. Mohly by však vést k diverzifikaci druhů prostřednictvím zvýšení mutační rychlosti. Mimo jiné – ale to je jen čirá spekulace – do období po výbuchu supernovy před 2-3 miliony let spadají nálezy prvních vývojových příslušníků rodu Homo. Je nasnadě otázka, zda to nebyla právě její radiace, díky níž se nakonec vyvinul i náš druh.

Tančíme v rytmu vesmíru?

„Kosmické záření hraje klíčovou roli ve vývoji života na Zemi tím, že potenciálně ovlivňuje mutační rychlost raných forem života, a tím možná napomáhá evoluci složitých organismů,“ uzavírají autoři studie a dodávají, že kosmické záření mohlo například ovlivnit „pravotočivost“ biologických molekul, tedy prostorové uspořádání molekul v živých organismech, které ovlivňuje biochemii a fyziologii fungování základních stavebních kamenů života.

Přestože zůstává ještě plno nezodpovězených otázek, představa, že exploze vzdálených hvězd rozhazují zárodky změn napříč galaxií, získává na váze.