在寻找行星和研究它们的恒星时，我有幸使用了一些世界上最好的望远镜。 然而，我们的团队最近转向了一个更大的系统来研究宇宙：地球上的森林。
我们分析了世界各地树木年轮中留下的放射性特征，以研究在过去 10,000 年左右的时间里席卷地球六次的神秘“辐射风暴”。
我们的结果最近发表在 英国皇家学会会议记录A，排除“太阳超级耀斑”是罪魁祸首——但真正的原因仍然未知。
写在年轮上的历史
当高能辐射撞击高层大气时，它会将氮原子转化为放射性碳 14，即放射性碳。 然后，放射性碳通过空气和海洋过滤，进入沉积物和沼泽，进入你和我，进入动物和植物——包括有年轮的硬木。
对于考古学家来说，放射性碳是天赐之物。 在它被创造出来之后，碳 14 缓慢而稳定地衰变回氮——这意味着它可以用作测量有机样品年龄的时钟，在所谓的 放射性碳测年.
对于天文学家来说，这同样有价值。 年轮给出了被称为“宇宙射线”的高能粒子的逐年记录 回到千年.
地球和太阳的磁场使我们免受穿过银河系的宇宙射线的伤害。 当这些磁场较弱时，更多的宇宙射线到达地球，而当磁场较强时，到达地球的宇宙射线较少。
这意味着树木年轮中碳 14 含量的上升和下降编码了一段历史 太阳能发电机的 11 年周期 （它创造了太阳的磁场）和逆转 地球磁场.
三宅事件
但是树木年轮也记录了我们目前无法解释的事件。 2012年，日本物理学家三宅房 发现了一个尖峰 公元 774 年树木年轮的放射性碳含量。 大到足以承受常年数年的宇宙射线一下子就到了。
随着越来越多的团队加入搜索，树木年轮的证据已经被发现更多的“三宅事件”：来自 993 AD 和 663 BC, 和史前事件 5259 BC, 5410 BC及 7176 BC.
这些已经引发了考古学的一场革命。 在古代样本中找到这些短而尖锐的尖峰之一 将其日期固定为一年, 而不是普通放射性碳测年带来的数十年或数百年的不确定性。
除此之外，我们的同事还使用了 993 AD 事件 揭示确切的年份 欧洲人在美洲的第一个定居点，位于纽芬兰 L'Anse aux Meadows 的维京人村庄：公元 1021 年。
巨大的辐射脉冲会再次发生吗？
在物理学和天文学中，这些三宅一生事件仍然是个谜。
你如何获得如此巨大的辐射脉冲？ 一连串的论文指责超新星， 伽马射线爆发, 磁化中子星的爆炸， 乃至 彗星.
然而，本 最广泛接受的解释 是 Miyake 事件是“太阳超级耀斑”。 这些假想的太阳喷发的能量可能是现代记录的最大喷发能量的 50-100 倍，即 卡灵顿事件 1859。
如果今天发生这样的事件， 摧毁电网、电信和卫星. 如果这些随机发生，大约每千年一次，那就是每十年 1% 的几率——这是一个严重的风险。
嘈杂的数据
我们在昆士兰大学的团队着手筛选所有可用的树木年轮数据，并找出三宅一生事件的强度、时间和持续时间。
为此，我们必须开发软件来解决 方程组 模拟放射性碳如何过滤整个 全球碳循环，计算出在什么年份里有多少部分最终进入树木，而不是海洋、沼泽或你和我。
我们与考古学家合作，刚刚发布了第一个可重复的系统研究 所有 98 棵已发布数据树 关于三宅一生。 我们也发布了 开源建模软件 作为未来工作的平台。
太阳耀斑风暴
我们的结果证实，每个事件一次性提供一到四年的辐射量。 早期的研究 建议靠近地球两极的树木记录了一个更大的尖峰——如果太阳超级耀斑是原因的话，这是我们所期望的——但我们的工作，观察更大的树木样本，表明情况并非如此。
我们还发现这些事件可以在太阳 11 年活动周期的任何时间点发生。 另一方面，太阳耀斑 往往会发生 围绕 周期的顶峰.
最令人费解的是，一些尖峰似乎花费的时间比新放射性碳在碳循环中缓慢蠕变所解释的时间更长。 这表明，要么这些事件有时可能需要超过一年的时间，这对于巨大的太阳耀斑来说是不常见的，要么树木的生长季节并不像以前想象的那样均匀。
为了我的钱，太阳仍然是三宅事件最有可能的罪魁祸首。 然而，我们的结果表明我们看到的更像是一场太阳耀斑风暴，而不是一场巨大的超级耀斑。
为了确定这些事件中到底发生了什么，我们需要更多数据来更好地了解我们已知的事件。 为了获得这些数据，我们需要更多的树木年轮——以及其他来源，例如 来自北极和南极的冰芯.
这是真正的跨学科科学。 通常我想到的是漂亮干净、精确的望远镜：要理解复杂、相互关联的地球要困难得多。
图片来源： NASA/SDO/友邦保险
