Земное магнитное поле надежно защищает планету от большинства высокоэнергетических частиц, выбрасываемых Солнцем. Однако в районе полюсов силовые линии остаются открытыми, и во время сильнейших вспышек заряженные частицы проникают в атмосферу. Там они сталкиваются с газами и образуют углерод-14, который разносится по всему земному шару и навсегда запечатывается в годовых кольцах деревьев.
Строчка поэта и кольца деревьев рассказали о солнечной буре 800 лет назад
Исследователи из Японии разработали новый метод поиска следов древних солнечных протонных событий. Объединив записи в средневековом дневнике об аномальном красном свечении в небе с высокоточными измерениями радиоуглерода в окаменелых деревьях, ученые обнаружили скрытую бурю, произошедшую ровно восемь веков назад.
Древние фрагменты деревьев и средневековые записи о светящемся красным небе свидетельствуют о мощной солнечной радиационной буре, обрушившейся на Землю более 800 лет назад. AI/ScienceDaily.com
Солнечные протонные события представляют большую опасность для современных космических миссий. Мчащиеся к Земле со скоростью до 90% от скорости света заряженные частицы способны выводить из строя электронику спутников и вызывать лучевую болезнь у людей. В 1972 году серия таких мощных вспышек произошла как раз между полетами кораблей «Аполлон-16» и «Аполлон-17». Если бы астронавты находились в этот момент на поверхности Луны вне защиты земной магнитосферы, они бы неизбежно подверглись смертельной дозе радиации.
Команда ученых из Окинавского института науки и технологий применила уникальную методику измерения уровня этого изотопа в древесине древнего кипарисовика, найденного на севере Японии. Работа опубликована в журнале Proceedings of the Japan Academy.
Диапазон смоделированных значений содержания углерода-14, который продемонстрировал статистически значимое совпадение с измеренными данными (0,4 < диапазон). На рисунке показаны соответствующие колебания солнечной активности. Высокоточные данные за период с 1196 по 1211 г. н. э. (красные кружки) были объединены с данными, полученными Brehm et al. (2021)1) для периодов до 1195 и после 1212 г. н. э. (синие звездочки).
Технология оттачивалась более десяти лет. Она позволяет фиксировать минимальные колебания углерода и находить даже умеренно сильные солнечные бури, которые раньше оставались незамеченными для науки из-за недостаточной чувствительности приборов. Поскольку радиоуглеродный анализ требует огромных временных затрат, исследователям сначала требовалась историческая зацепка, указывающая на точный период аномального поведения светила.
Хроники красного неба
Поэт и придворный Фудзивара-но Садаиэ (известный как Тэйка) автор «Мэйгэцуки» («Записки о ясной луне»). Фрагмент. Период Камакура. Свиток, тушь на бумаге, 28,5 × 1522,0 см
Важнейший след был найден в средневековом дневнике «Мэйгэцуки», который вел японский поэт Фудзивара-но Тэйка. В феврале 1204 года он зафиксировал необычные «красный свет в северном небе над Киото». И хотя сами протонные события не создают полярные сияния непосредственно, они тесно связаны с порождающими их возмущениями.
Сопоставив эти данные с результатами анализа древесных колец, ученые доказали, что мощный солнечный всплеск произошел между зимой 1200 года и весной 1201 года. Исторические хроники Китая того времени также подтверждают появление красного сияния на необычно низких широтах. Это помогло детально реконструировать космическую погоду далекого прошлого и понять циклы нашего светила.
Соавтор работы профессор Хироко Мияхара говорит: «Предыдущие исследования исторических солнечных протонных событий были сосредоточены на редких, экстремально мощных явлениях. Наша работа дает основу для обнаружения умеренно сильных событий — они происходят чаще и составляют около 10–30% от величины самых экстремальных случаев, но все же опасны. Их сложнее обнаружить, но наш метод теперь позволяет эффективно выявлять их и лучше понимать условия, при которых они наиболее вероятны».