Vòng cây cổ thụ trên Trái đất có thể lưu giữ bí mật của các siêu tân tinh

Nghiên cứu mới cho thấy những cây cổ thụ của Trái đất có thể chứa bằng chứng về những vụ nổ siêu tân tinh.

Một ngôi sao lớn sắp chết làm nổ tung vật chất bên ngoài trong một vụ nổ khổng lồ, chiếu xạ không gian bằng bức xạ gamma năng lượng cao trong vài năm. Tuy nhiên, không gian trống không phải là thứ duy nhất tiếp xúc với bức xạ này.

Nhà địa chất học Robert Brakenridge thuộc Đại học Colorado Boulder giải thích: “Đây là những sự kiện cực đoan và những tác động tiềm tàng của chúng dường như khớp với hồ sơ vòng cây trên Trái đất”.

Điều thú vị là khá khó để biết tần suất các ngôi sao trong Dải Ngân hà phát nổ. Một số nghiên cứu khác nhau đã gợi ý rằng có từ một đến ba siêu tân tinh xảy ra mỗi thế kỷ. Lần quan sát siêu tân tinh trong Dải Ngân hà gần đây nhất được ghi nhận là hơn 400 năm trước.

Có bằng chứng cho thấy vụ nổ siêu tân tinh hay sao siêu mới có thể đi ngang qua chúng ta, chẳng hạn như tàn tích của một ngôi sao được cho là đã phát nổ khoảng 120 năm trước.

Brakenridge và nhóm của ông đã tìm thấy những gì có thể là dấu vết của các siêu tân tinh cổ đại trong các vòng cây có niên đại 40.000 năm trước. Trong 15.000 năm qua, kết quả của họ cho thấy, có thể đã có bốn siêu tân tinh đủ gần Trái đất để để lại dấu ấn của chúng trên cây.

Manh mối nằm ở sự phong phú của một đồng vị phóng xạ của carbon được gọi là carbon-14, hoặc carbon phóng xạ. Carbon phóng xạ chỉ xuất hiện trên Trái đất với lượng nhỏ so với các đồng vị carbon tự nhiên khác.

Nó được hình thành ở tầng trên của bầu khí quyển dưới sự bắn phá của các tia vũ trụ từ không gian. Khi các tia vũ trụ đi vào bầu khí quyển, chúng tương tác với các nguyên tử nitơ tại chỗ để kích hoạt phản ứng hạt nhân tạo ra carbon phóng xạ. Vì các tia vũ trụ liên tục truyền qua không gian nên Trái đất nhận được nguồn cung cấp carbon phóng xạ ít nhiều đều đặn.

Một số điều này có thể được tìm thấy tự nhiên trong các vòng cây. Thỉnh thoảng, carbon phóng xạ lớn lại xuất hiện trên các vòng cây, mờ dần trong vài năm.

“Thực sự chỉ có hai khả năng. Một là do Mặt trời hoặc là do siêu tân tinh. Tôi nghĩ rằng giả thuyết về siêu tân tinh đã bị bác bỏ quá nhanh”, Brakenridge cho biết.

Để kiểm tra tính đúng đắn của giả thuyết về siêu tân tinh, Brakenridge và nhóm nghiên cứu đã đạt được các kỷ lục. Đầu tiên, họ lập danh sách các siêu tân tinh đã biết trong 40.000 năm qua, có thể theo dõi thông qua tàn tích mà chúng để lại. Sau đó, so sánh danh sách này với kỷ lục về số lượng carbon phóng xạ trong các vòng cây từ cùng thời kỳ.

Điều thú vị là các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra rằng tám siêu tân tinh gần nhất với Trái đất dường như đều tương ứng với một nhánh carbon phóng xạ.

Siêu tân tinh Vela, nổ cách đây khoảng 12.300 năm ở khoảng cách 800 năm ánh sáng từ Trái đất, tương ứng với mức tăng 3% của carbon phóng xạ. Siêu tân tinh G114.3 00.3, nổ cách đây khoảng 7.700 năm ở khoảng cách 2.300 năm ánh sáng, tương ứng với mức tăng 2%.

Vela Jr. có thể đã xảy ra cách đây 2.800 năm, tương ứng với mức tăng đột biến 1,4% carbon phóng xạ. Và cuối cùng, HB9, phát nổ cách đây 5.400 năm ở khoảng cách 1.000 đến 4.000 năm ánh sáng, tương ứng với mức tăng đột biến carbon phóng xạ 0,9%.

Theo như các bằng chứng khó có thể kết luận ở giai đoạn này. Với khó khăn trong việc xác định niên đại, chẳng hạn như siêu tân tinh Vela Jr., không thể khẳng định chắc chắn rằng mức tăng vọt của carbon phóng xạ hoàn toàn tương ứng với vụ nổ. Nhưng những phát hiện cho thấy rằng giả thuyết hoàn toàn cần được điều tra thêm.