Дневник на средновековен японски поет помага за разкриването на опасно явление в миналото

Японски учени са открили, че в началото на 12-ти и 13-ти век нашата звезда е преживяла период на интензивна активност, по време на който са се случили няколко така наречени слънчеви протонни събития. Техните открития са подпомогнати от изследване на дървесни пръстени и дневника на средновековен поет.

На Земята екстремната слънчева активност често се проявява като красиви, сияещи полярни сияния. Но извън безопасността на магнитното поле на Земята, човек се изправя пред пълния набор капризи на темпераментната ни звезда, която може внезапно да изригне и да изхвърли коронална маса.

Тези изблици понякога предизвикват така наречените слънчеви протонни събития (SPE - solar proton event), при които високоенергийни частици се изхвърлят към Земята със скорост до 90% от скоростта на светлината.

През 1972 г. между мисиите на Аполо 16 и 17 до Луната се случват поредица от спорадични събития - ако те бяха съвпаднали с някоя от експедициите, астронавтите щяха да бъдат изложени на смъртоносна радиация от частици. С завръщането ни на Луната, изучаването на тези спорадични събития става все по-належащо.

Сега изследователи от Института за наука и технологии в Окинава (OIST) са показали нов подход за откриване на SPE в миналото, използвайки средновековни записи, за да насочват ултрапрецизни измервания с въглерод-14 на заровени дървета асунаро в Северна Япония.

Използвайки този комбиниран подход, физиците са идентифицирали и датирали SPE до период между зимата на 1200 г. и пролетта на 1201 г. сл. н. е. през средновековието, когато слънчевата активност е била изключително висока. Техните открития са публикувани в Proceedings of the Japan Academy, Series B.

Професор Хироко Мияхара (Hiroko Miyahara) от Факултета за слънчево-земна среда и климат на OIST обяснява:

"Предишни изследвания на историческите SPE са се фокусирали върху редки, изключително мощни събития. Нашата статия предоставя основа за откриване на субекстремни SPE – събития, които се случват по-често и са около 10–30% от размера на най-екстремните случаи, но все пак са опасни."

"Субекстремните SPE са по-трудни за откриване, но нашият метод сега ни позволява ефективно да ги идентифицираме и да разберем по-добре условията, при които е по-вероятно да се случат."

Червено сияние над Енгару, Хокайдо, Япония. Кредит: Tomohiro M. Nakayama

Червени светлини в северното небе

Повечето високоенергийни протони от SPE се отклоняват от магнитното поле на Земята. Въпреки това, близо до полюсите, където линиите на геомагнитното поле са отворени към космоса, или по време на особено силни събития, някои частици могат да преминат и да се сблъскат с атмосферни газове. Това образува въглерод-14 съединения, които циркулират глобално през атмосферата и се включват в органични материали.

Чрез измерване на съдържанието на въглерод-14 в запазен органичен материал, като например погребани дървета, изследователите могат да идентифицират колебанията в слънчевата активност през последните 10 000 години. С ултрапрецизни измервания – които изследователите са разработили преди това в продължение на десетилетие – сега могат да се видят по-малки колебания, които е невъзможно да се открият с конвенционални методи, което позволява откриване на субекстремни SPE.

Но тъй като ултрапрецизният метод отнема време, екипът първо трябва да знае кога и къде да търси доказателства за минали слънчеви събития. В настоящото изследване първата следа идва от "Мейгецуки", дневникът на влиятелния японски придворен и поет Фудживара но Тейка (1162–1241), който е бил свидетел на "червени светлини в северното небе над Киото" през февруари 1204 г. сл. н. е.

Ръчно преписана версия на дневника на Фудживара но Тейка, "Мейгецуки", от периода Едо. Показаната страница включва препратки към "червени светлини в северното небе" от дясната страна. Кредит: National Archives of Japan

Въпреки че самите SPE не причиняват полярно сияние, те често съпътстват космическо време, което го причинява, предоставяйки целеви период за изследване на изследователите. След това те измерват съдържанието на въглерод-14 в дървесината асунаро, открита в северната префектура Аомори, и откриват пикове на въглерод-14, които са показателни за субекстремно SPE.

Заедно с дендроклиматични изследвания – тоест метод за датиране, основан на сравняване на моделите на растеж на дървесните пръстени, свързани с регионалния климат – изследователите поставят това специфично събитие някъде между зимата на 1200 г. сл. н. е. и пролетта на 1201 г. сл. н. е., период, през който в Китай е било наблюдавано червено сияние на ниска географска ширина.

Проби от кипарис асунаро, открити на полуостров Шимокита в северната част на префектура Аомори. Пробата е предоставена от университета Тохоку. Кредит: Hiroko Miyahara/OIST

"Данните с висока точност не само ни позволиха точно да датираме субекстремни слънчеви протони, но и ни позволяват ясно да реконструираме слънчевите цикли от периода", добавя Мияхара.

"Днес слънчевата активност се колебае в рамките на единадесетгодишни цикли, но ние открихме, че тогава цикълът е бил само седем до осем години, което показва много активно слънце. SPE, което датираме, се е случило в пика на един от тези цикли."

Реконструирани слънчеви цикли, базирани на записи от въглерод-14, спрямо базовото ниво на активност при y=0, насложени с исторически записи: оранжевите кръгове означават времето на наблюдения на полярни сияния, сините и червените звезди означават продължителни събития на полярно сияние, като описаните в "Мейгецуки", а черните ромбове показват появата на големи слънчеви петна. Кредит: Miyahara et al., 2026

Това проучване помага за запълване на пропуските в историческия запис на слънчевата активност, като по този начин подобрява разбирането ни за непредсказуеми и опасни събития като SPE. Но както подчертава Мияхара, прецизните измервания на въглерод-14 трябва да се комбинират с други подходи.

"Историческата литература предоставя времеви прозорец-кандидат, а дендроклиматологията позволява директно сравнение между откритите SPE и докладите за слънчеви петна и полярни сияния, записани в литературата. Интегрирани подходи като тези са необходими за точното възстановяване на миналата слънчева активност, което ни помага да разберем по-добре характеристиките на екстремното космическо време", заключава Мияхара.

"Например, докато SPE, което открихме, се е случило близо до пика на слънчевия цикъл, някои от продължителните нискогеографски полярни сияния, записани в литературата, изглежда попадат близо до минимума на нашия реконструиран слънчев цикъл. Това е неочаквано и ние сме развълнувани да проучим по-подробно какви слънчеви условия биха могли да причинят това."

Справка: Extremely Active Sun from 1190 to 1220 in the Medieval Period: Intercomparison of Historical Records and Tree-ring Carbon-14, Proceedings of the Japan Academy Series B (2026). DOI: 10.2183/pjab.102.011

Източник: Medieval Japanese poetry and buried trees help elucidate volatile space weather, Okinawa Institute of Science and Technology, phys.org

Още по темата

23/10/2023

Земята

Корейски хроники на 3 века говорят за странни кратки слънчеви цикли

27/06/2023

Земята

Слънчевият максимум може да ни удари по-силно и по-рано, от предположенията. Колко опасен ще бъде максимумът на Слънцето?

27/04/2023

Земята

На път сме да влезем в слънчев максимум. Експерт обяснява какво да очакваме

20/03/2016

Животът

Дендрохронологията или кога е отрязано дървото на познанието