Bolygók keresése és csillagaik tanulmányozása során abban a kiváltságban volt részem, hogy a világ néhány nagyszerű távcsövét használhatom. Csapatunk azonban a közelmúltban egy még nagyobb rendszerhez fordult a kozmosz tanulmányozására: a Föld erdeihez.
Elemeztük a fagyűrűkben maradt radioaktív jeleket szerte a világon, hogy tanulmányozhassuk azokat a titokzatos „sugárviharokat”, amelyek az elmúlt 10,000 XNUMX év során féltucatszor söpörtek végig a Földön.
A közelmúltban közzétett eredményeink A Királyi Társaság folyóiratai, zárja ki a „napi szuperkitöréseket”, mint a tetteseket – de a valódi ok továbbra is ismeretlen.
A fák gyűrűiben írt történelem
Amikor nagy energiájú sugárzás éri a felső légkört, a nitrogénatomokat radioaktív szén-14-vé vagy radiokarbonná alakítja. A radiokarbon ezután átszűri a levegőt és az óceánokat, üledékekbe és mocsarakba, beléd és belém, állatokba és növényekbe – beleértve a keményfákat az éves fagyűrűikkel.
A régészek számára a radiokarbon áldás. A szén-14 létrejötte után lassan és folyamatosan nitrogénné bomlik vissza, ami azt jelenti, hogy óraként használható szerves minták korának mérésére, az ún. radiocarbon társkereső.
A csillagászok számára ez ugyanolyan értékes. A fagyűrűk évről évre rekordot adnak a nagy energiájú részecskékről, amelyeket „kozmikus sugaraknak” neveznek. évezredekre visszamenőleg.
A Föld és a Nap mágneses mezői megvédenek minket a galaxison átsuhanó kozmikus sugaraktól. Több kozmikus sugárzás éri el a Földet, ha ezek a mágneses mezők gyengébbek, és kevesebb, ha a mezők erősebbek.
Ez azt jelenti, hogy a fagyűrűk szén-14 szintjének emelkedése és csökkenése a történelem történetét kódolja a napdinamó 11 éves ciklusa (ami létrehozza a nap mágneses terét) és a megfordításai A Föld mágneses tere.
Miyake események
De a fagyűrűk olyan eseményeket is rögzítenek, amelyeket jelenleg nem tudunk megmagyarázni. 2012-ben Fusa Miyake japán fizikus tüskét fedeztek fel a fakarikák radiokarbon tartalmában i.sz. 774-től. Akkora volt, hogy több átlagos évnyi kozmikus sugárzásnak kellett egyszerre megérkeznie.
Ahogy egyre több csapat csatlakozott a kereséshez, a fagyűrű bizonyítékai kerültek elő további „Miyake-eseményekről”: 993 AD és a 663 BC, és a történelem előtti eseményeket 5259 BC, 5410 BCés 7176 BC.
Ezek már a régészet forradalmához vezettek. Ilyen rövid, éles tüskék egyikének megtalálása egy ősi mintában dátumát egyetlen évre rögzíti, a hagyományos radiokarbonos kormeghatározásból fakadó évtizedes vagy évszázados bizonytalanság helyett.
Munkatársaink többek között a 993 AD eseményt is igénybe vették hogy kiderüljön a pontos évszám az első európai település Amerikában, az új-fundlandi L'Anse aux Meadows-i viking falu: i.sz. 1021.
Hatalmas sugárzási impulzusok ismét megtörténhetnek?
A fizikában és a csillagászatban ezek a Miyake-események továbbra is rejtélyek maradnak.
Hogyan érhet el ekkora sugárzási impulzust? Lapok özöne a szupernóvákat okolja, gamma-sugárzás tört, mágnesezett neutroncsillagok robbanásai, És még üstökösök.
Azonban a legelfogadottabb magyarázata az, hogy a Miyake események „napi szuperkitörések”. Ezek a feltételezett Napkitörések talán 50-100-szor energikusabbak lennének, mint a modern korban feljegyzett legnagyobb kitörések. Carrington esemény A 1859.
Ha ma megtörténne egy ilyen esemény, akkor megtörténne tönkreteszi az elektromos hálózatokat, a távközlést és a műholdakat. Ha ezek véletlenszerűen, körülbelül ezerévente egyszer fordulnak elő, ez évtizedenként 1 százalék esélyt jelent – ez komoly kockázat.
Zajos adatok
Az UQ-nál dolgozó csapatunk arra vállalkozott, hogy átvizsgálja az összes rendelkezésre álló fagyűrű adatot, és meghatározza a Miyake események intenzitását, időzítését és időtartamát.
Ehhez szoftvert kellett fejlesztenünk, amely megoldja a egyenletrendszer amely modellezi, hogy a radiokarbon hogyan szűri át az egészet globális szénciklus, hogy kitaláljuk, melyik töredék melyik években kerül a fákra, szemben az óceánokkal, lápokkal, vagy te és én.
Régészekkel együttműködve adtuk ki az első reprodukálható, szisztematikus tanulmányt a publikált adatok mind a 98 fája a Miyake eseményekről. Mi is kiadtuk nyílt forráskódú modellező szoftver mint platform a jövőbeni munkához.
Napkitörések viharai
Eredményeink megerősítik, hogy minden esemény egy-négy átlagos évi sugárzást bocsát ki egyszerre. Korábbi kutatások a Föld pólusaihoz közelebbi javasolt fák nagyobb tüskéket regisztráltak – ez az, amit elvárnánk, ha a nap szuperkitörései a felelősek –, de munkánk, a fák nagyobb mintáját vizsgálva, azt mutatja, hogy nem ez a helyzet.
Azt is megállapítottuk, hogy ezek az események a Nap 11 éves aktivitási ciklusának bármely pontján megérkezhetnek. A napkitörések viszont hajlamosak megtörténni körül a ciklus csúcsa.
A legmegdöbbentőbb, hogy néhány tüske több időt vesz igénybe, mint az új radiokarbon szénciklusban való lassú átkúszásával magyarázható. Ez arra utal, hogy vagy az események néha egy évnél tovább is eltarthatnak, ami egy óriási napkitörésnél nem várható, vagy a fák tenyészideje nem olyan egyenletes, mint korábban gondolták.
Az én pénzemért még mindig a nap a legvalószínűbb bűnös a Miyake-eseményekért. Eredményeink azonban azt sugallják, hogy inkább napkitörések viharához hasonlítunk, mint egy hatalmas szuperkitöréshez.
Ahhoz, hogy meghatározzuk, mi történik pontosan ezekben az eseményekben, több adatra lesz szükségünk, hogy jobb képet kapjunk azokról az eseményekről, amelyekről már tudunk. Ezen adatok megszerzéséhez több fagyűrűre lesz szükségünk – és más forrásokra is, mint pl jégmagok az Északi-sarkvidékről és az Antarktiszról.
Ez valóban interdiszciplináris tudomány. Általában a gyönyörűen tiszta, precíz távcsövekre gondolok: sokkal nehezebb megérteni az összetett, összekapcsolt Földet.
Ezt a cikket újra kiadják A beszélgetés Creative Commons licenc alatt. Olvassa el a eredeti cikk.
Kép: NASA/SDO/AIA
