Ученые нашли доказательства мощнейшей солнечной бури, произошедшей около 800 лет назад. Ключ к разгадке хранили древние деревья и записи средневекового японского поэта. Это открытие помогает понять, насколько опасным может быть Солнце для современных космических миссий.
Чем опасны вспышки на Солнце
Яркие полярные сияния выглядят красиво, но за ними скрывается серьезная угроза. Мощные взрывы на светиле — солнечные вспышки и корональные выбросы массы — выбрасывают в космос потоки заряженных частиц. Такие явления называют солнечными протонными событиями (СПС). Частицы при этом несутся к Земле со скоростью, достигающей 90% от скорости света.
Обычно нашу планету защищает магнитное поле. Но для космонавтов, находящихся за его пределами, эта угроза совершенно реальна. В 1972 году, между полетами «Аполлона-16» и «Аполлона-17», случилось сразу несколько таких событий. Если бы астронавты в тот момент находились на Луне, они получили бы смертельную дозу радиации.
Дневник поэта указал на «красное небо»
Сейчас, когда космические агентства снова готовятся к освоению Луны, очень важно научиться предсказывать неспокойное поведение звезды. Исследователи из Института науки и технологий Окинавы (OIST) разработали новый метод поиска следов прошлых солнечных бурь.
Они объединили средневековые летописи с данными радиоуглеродного анализа, полученными из захороненных деревьев асунаро на севере Японии. Ученые искали не самые катастрофические, а так называемые «субэкстремальные» события. Их мощность составляет 10–30% от самых сильных, но они случаются гораздо чаще и тоже опасны.
«Наше исследование закладывает основу для обнаружения субэкстремальных СПС — событий, которые происходят чаще и все еще представляют угрозу», — пояснил профессор Хироко Мияхара из OIST.
Одной из главных зацепок стал дневник «Мэйгэцуки», который вел японский поэт и придворный Фудзивара-но Тэйка (1162–1241). В феврале 1204 года он описал «красные огни в северном небе над Киото». Сами протонные события не создают сияний, но их вызывают одни и те же солнечные бури. Эта запись дала исследователям временной промежуток, в котором стоило искать всплеск активности.
Древесные кольца как архив космической погоды
Магнитное поле Земли задерживает большую часть заряженных частиц, но у полюсов оно «открывается», и часть частиц проникает в атмосферу. Во время сильных бурь эти частицы сталкиваются с газами воздуха, образуя соединения радиоактивного углерода-14. Они распространяются по планете и накапливаются в живых организмах, в том числе в деревьях.
Проанализировав уровень углерода-14 в погребенной древесине из префектуры Аомори, команда обнаружила характерные пики. Метод, который они оттачивали больше десяти лет, позволяет замечать гораздо более слабые колебания, чем традиционные способы. Дополнив анализ дендроклиматологией (изучением годичных колец), ученые определили, что событие произошло между зимой 1200 и весной 1201 года. Китайские хроники того же времени также описывали красное полярное сияние, видимое на необычно низких широтах.
Очень активное Солнце и короткие циклы
Оказалось, что в те времена наша звезда была необычайно активной. Сегодня циклы солнечной активности длятся около одиннадцати лет. Тогда же, судя по данным, цикл составлял всего семь-восемь лет. Обнаруженная буря пришлась как раз на пик одного из таких коротких циклов.
Исследование показывает, что записей в дневниках и измерений углерода-14 по отдельности недостаточно. Именно совместная работа исторических и естественнонаучных методов дает полную картину.
«Историческая литература указывает временное окно, а дендроклиматология позволяет напрямую сопоставить найденное событие с описаниями пятен на Солнце и сияний. Только комплексный подход позволяет точно восстановить прошлое и понять характер экстремальной космической погоды», — подвела итог Мияхара.
Найденное событие произошло вблизи пика цикла, однако некоторые описанные в летописях долгие низкоширотные сияния, по расчетам, пришлись на минимум активности. Это неожиданное расхождение заставляет ученых искать новые объяснения того, какие именно условия на Солнце вызывают самые опасные бури.
