ในการค้นหาดาวเคราะห์และศึกษาดวงดาวของพวกมัน ฉันได้รับสิทธิพิเศษในการใช้กล้องโทรทรรศน์ที่ยอดเยี่ยมของโลก อย่างไรก็ตาม เมื่อเร็ว ๆ นี้ ทีมงานของเราได้หันไปใช้ระบบที่ใหญ่ขึ้นเพื่อศึกษาจักรวาล: ป่าของโลก
เราวิเคราะห์ลายเซ็นกัมมันตภาพรังสีที่หลงเหลืออยู่ในวงต้นไม้ทั่วโลกเพื่อศึกษา "พายุรังสี" ลึกลับที่พัดถล่มโลกกว่าครึ่งโหลในช่วง 10,000 ปีที่ผ่านมาหรือมากกว่านั้น
ผลลัพธ์ของเราเผยแพร่เมื่อเร็ว ๆ นี้ใน การดำเนินการของ Royal Society Aออกกฎว่า "แสงแฟลร์จากดวงอาทิตย์" เป็นตัวการ แต่สาเหตุที่แท้จริงยังไม่ทราบ
ประวัติศาสตร์ที่เขียนในวงต้นไม้
เมื่อรังสีพลังงานสูงกระทบบรรยากาศชั้นบน จะทำให้อะตอมของไนโตรเจนกลายเป็นกัมมันตภาพรังสีคาร์บอน-14 หรือเรดิโอคาร์บอน จากนั้นเรดิโอคาร์บอนจะกรองผ่านอากาศและมหาสมุทร เข้าสู่ตะกอนและแอ่งน้ำ เข้าสู่คุณและฉัน เข้าสู่สัตว์และพืช รวมถึงไม้เนื้อแข็งที่มีวงปีต้นไม้
สำหรับนักโบราณคดี เรดิโอคาร์บอนคือสวรรค์ หลังจากที่ถูกสร้างขึ้น คาร์บอน-14 จะค่อยๆ สลายตัวกลับเป็นไนโตรเจนอย่างช้าๆ และสม่ำเสมอ ซึ่งหมายความว่าสามารถใช้เป็นนาฬิกาในการวัดอายุของตัวอย่างอินทรีย์ได้ ในสิ่งที่เรียกว่า เรดิโอควง.
สำหรับนักดาราศาสตร์แล้ว สิ่งนี้ก็มีค่าไม่แพ้กัน วงแหวนต้นไม้บันทึกอนุภาคพลังงานสูงที่เรียกว่า "รังสีคอสมิก" แบบปีต่อปี ย้อนกลับไปนับพันปี.
สนามแม่เหล็กของโลกและดวงอาทิตย์ปกป้องเราจากรังสีคอสมิกที่ยิงผ่านกาแล็กซี รังสีคอสมิกจะมาถึงโลกมากขึ้นเมื่อสนามแม่เหล็กเหล่านี้อ่อนลง และน้อยลงเมื่อสนามแม่เหล็กเข้มขึ้น
ซึ่งหมายความว่าการเพิ่มขึ้นและลดลงของระดับคาร์บอน-14 ในวงแหวนของต้นไม้จะเข้ารหัสประวัติของ วัฏจักร 11 ปีของโซลาร์ไดนาโม (ซึ่งสร้างสนามแม่เหล็กของดวงอาทิตย์) และการพลิกกลับของ สนามแม่เหล็กโลก.
มิยาเกะ อีเวนต์
แต่วงแหวนของต้นไม้ยังบันทึกเหตุการณ์ที่เราไม่สามารถอธิบายได้ในปัจจุบัน ในปี 2012 Fusa Miyake นักฟิสิกส์ชาวญี่ปุ่น ค้นพบขัดขวาง ในปริมาณเรดิโอคาร์บอนของวงแหวนต้นไม้จาก ค.ศ. 774 มันใหญ่มากเสียจนรังสีคอสมิกมูลค่าหลายปีธรรมดาต้องมาถึงพร้อมกัน
เมื่อมีทีมเข้าร่วมการค้นหามากขึ้น หลักฐานวงแหวนต้นไม้ก็ถูกเปิดเผยเพิ่มเติมเกี่ยวกับ "เหตุการณ์มิยาเกะ": จาก 993 AD และ 663 ปีก่อนคริสตกาลและเหตุการณ์ก่อนประวัติศาสตร์ใน 5259 ปีก่อนคริสตกาล, 5410 ปีก่อนคริสตกาลและ 7176 ปีก่อนคริสตกาล.
สิ่งเหล่านี้ได้นำไปสู่การปฏิวัติทางโบราณคดีแล้ว พบเดือยแหลมสั้นแหลมหนึ่งในตัวอย่างโบราณ ตรึงวันที่ลงเป็นปีเดียวแทนที่จะเป็นทศวรรษหรือหลายศตวรรษแห่งความไม่แน่นอนจากการหาอายุด้วยเรดิโอคาร์บอนธรรมดา
เหนือสิ่งอื่นใด เพื่อนร่วมงานของเราได้ใช้เหตุการณ์ 993 AD เพื่อแสดงปีที่แน่นอน ของการตั้งถิ่นฐานของชาวยุโรปครั้งแรกในอเมริกา หมู่บ้านไวกิ้งที่ L'Anse aux Meadows ในนิวฟันด์แลนด์: ค.ศ. 1021
พัลส์การแผ่รังสีขนาดใหญ่อาจเกิดขึ้นอีกครั้งได้หรือไม่?
ในทางฟิสิกส์และดาราศาสตร์ เหตุการณ์ของมิยาเกะยังคงเป็นปริศนา
คุณได้รับรังสีพัลส์ขนาดใหญ่เช่นนี้ได้อย่างไร? หนังสือพิมพ์หลายฉบับกล่าวโทษซุปเปอร์โนวา รังสีแกมม่าระเบิด, การระเบิดจากดาวนิวตรอนที่ถูกทำให้เป็นแม่เหล็กและแม้กระทั่ง ดาวหาง.
อย่างไรก็ตาม คำอธิบายที่ได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวางที่สุด คือเหตุการณ์ที่มิยาเกะเป็น “ปรากฏการณ์สุริยุปราคา” การปะทุตามสมมุติฐานจากดวงอาทิตย์อาจมีพลังมากกว่าการปะทุครั้งใหญ่ที่สุดในยุคปัจจุบันถึง 50-100 เท่า งานคาร์ริงตัน จาก 1859
หากวันนี้มีเหตุการณ์เช่นนี้เกิดขึ้น ทำลายโครงข่ายไฟฟ้า โทรคมนาคม และดาวเทียม. หากสิ่งเหล่านี้เกิดขึ้นแบบสุ่มทุกๆ 1 ปี นั่นคือโอกาส XNUMX เปอร์เซ็นต์ต่อทศวรรษ ซึ่งเป็นความเสี่ยงที่ร้ายแรง
ข้อมูลที่มีเสียงดัง
ทีมงานของเราที่ UQ ตั้งใจที่จะกลั่นกรองข้อมูลทรีริงที่มีอยู่ทั้งหมด และดึงเอาความเข้มข้น จังหวะเวลา และระยะเวลาของเหตุการณ์มิยาเกะ
การทำเช่นนี้เราต้องพัฒนาซอฟต์แวร์เพื่อแก้ปัญหา ระบบสมการ แบบจำลองที่ว่าเรดิโอคาร์บอนกรองผ่านทั้งหมดอย่างไร วัฏจักรคาร์บอนทั่วโลกเพื่อหาว่าเศษส่วนใดที่ลงเอยด้วยต้นไม้ในปีใด เมื่อเทียบกับมหาสมุทร บึง หรือเธอกับฉัน
การทำงานร่วมกับนักโบราณคดี เราเพิ่งเปิดตัวการศึกษาเชิงระบบที่ทำซ้ำได้เป็นครั้งแรกของ ข้อมูลที่เผยแพร่ทั้งหมด 98 ต้น ในงานมิยาเกะ เรายังได้เปิดตัว ซอฟต์แวร์สร้างแบบจำลองโอเพ่นซอร์ส เพื่อเป็นเวทีในการทำงานในอนาคต
พายุแห่งเปลวสุริยะ
ผลลัพธ์ของเรายืนยันว่าแต่ละเหตุการณ์ให้ปริมาณรังสีระหว่างหนึ่งปีถึงสี่ปีในคราวเดียว การวิจัยก่อนหน้านี้ ต้นไม้ที่แนะนำใกล้กับขั้วโลกบันทึกการขัดขวางที่ใหญ่กว่า ซึ่งเป็นสิ่งที่เราคาดหวังหากเกิดแสงจ้าจากดวงอาทิตย์ (Solar Superflares) แต่งานของเรา เมื่อดูตัวอย่างต้นไม้ขนาดใหญ่ แสดงว่าไม่ใช่กรณีนี้
นอกจากนี้ เรายังพบว่าเหตุการณ์เหล่านี้สามารถมาถึงจุดใดก็ได้ในวงจรกิจกรรม 11 ปีของดวงอาทิตย์ ในทางกลับกัน เปลวสุริยะ มีแนวโน้มที่จะเกิดขึ้น รอบ จุดสูงสุดของวัฏจักร.
ที่น่างงที่สุดคือหนามแหลมสองสามอันดูเหมือนจะใช้เวลานานเกินกว่าจะอธิบายได้จากการค่อยๆ คืบคลานของเรดิโอคาร์บอนใหม่ผ่านวัฏจักรคาร์บอน สิ่งนี้ชี้ให้เห็นว่าเหตุการณ์บางครั้งอาจใช้เวลานานกว่าหนึ่งปี ซึ่งไม่คาดว่าจะเกิดขึ้นจากเปลวสุริยะขนาดยักษ์ หรือฤดูกาลที่ต้นไม้เติบโตไม่เป็นไปตามที่คิดไว้ก่อนหน้านี้
สำหรับเงินของฉัน ดวงอาทิตย์ยังคงเป็นสาเหตุของเหตุการณ์มิยาเกะมากที่สุด อย่างไรก็ตาม ผลลัพธ์ของเราแนะนำว่าเราเห็นบางสิ่งที่คล้ายกับพายุสุริยะมากกว่าแสงแฟลร์ขนาดใหญ่เพียงดวงเดียว
ในการระบุสิ่งที่เกิดขึ้นในเหตุการณ์เหล่านี้ เราต้องการข้อมูลเพิ่มเติมเพื่อให้ภาพเหตุการณ์ที่เราทราบดียิ่งขึ้น ในการรับข้อมูลนี้ เราต้องการวงต้นไม้มากขึ้น—และแหล่งข้อมูลอื่นๆ เช่น แกนน้ำแข็งจากอาร์กติกและแอนตาร์กติก.
นี่คือสหวิทยาการอย่างแท้จริง ปกติแล้ว ฉันคิดถึงกล้องโทรทรรศน์ที่สวยงามและแม่นยำมาก การทำความเข้าใจโลกที่ซับซ้อนและเชื่อมโยงถึงกันนั้นยากกว่ามาก
บทความนี้ตีพิมพ์ซ้ำจาก สนทนา ภายใต้ใบอนุญาตครีเอทีฟคอมมอนส์ อ่าน บทความต้นฉบับ.
เครดิตภาพ: นาซ่า/เอสดีโอ/เอไอเอ
