Стоит космонавтам выйти за пределы защитного магнитного поля Земли — и они сталкиваются с Солнцем, которое может неожиданно выбрасывать потоки высокоэнергетичных частиц, движущихся к планете со скоростью до 90% от скорости света.
Эти вспышки называются солнечными протонными событиями (SPE) и представляют собой серьезную угрозу для людей, находящихся в космосе. Например, серия SPE произошла в 1972 году между миссиями «Аполлон-16» и «Аполлон-17». Если бы эти вспышки произошли во время нахождения астронавтов на Луне, экипажи оказались бы уязвимы перед смертельным излучением.
Сейчас, когда человечество вновь готовится к возвращению на Луну, осознание этих непредсказуемых событий становится крайне важным. Для более точного прогнозирования будущих вспышек необходимо изучить события, произошедшие в прошлом.
Исследователи из Окинавского института науки и технологий (OIST) разработали новый подход для выявления исторических солнечных протонных событий. В этом им помогли средневековые письменные источники и высокоточные измерения содержания углерода-14 в захороненных деревьях асунаро, найденных в Северной Японии.
«Предыдущие исследования исторических солнечных протонных событий сосредоточивались на редких и экстремально мощных событиях, — поясняет профессор Хироко Миахара из отдела солнечно-земной среды и климата OIST. — Наша работа закладывает основу для выявления субэкстремальных SPE — событий, которые происходят чаще и имеют меньшую мощность, но по-прежнему представляют опасность».
Большинство высокоэнергетичных протонов от SPE отклоняется магнитным полем Земли. Тем не менее, вблизи полюсов, где силовые линии геомагнитного поля направлены в космос, или во время особенно сильных событий, часть заряженных частиц все же проникает в атмосферу и взаимодействует с атмосферными газами. Это приводит к образованию углерода-14, который циркулирует в атмосфере и встраивается в органические материалы — например, древесину.
Изучая содержание углерода-14 в сохранившихся органических материалах, исследователи могут отслеживать изменения солнечной активности за последние 10 тысяч лет. Разработанные авторами исследования ультраточные измерения позволяют теперь выявлять даже незначительные колебания уровня углерода-14, которые недоступны для обычных методов.
