Японские ученые проанализировали годичные кольца в старинной древесине, чтобы выяснить, как менялось содержание радиоуглерода в конце XII — начале XIII века нашей эры, когда во многих средневековых источниках фиксировались пятна на Солнце и полярные сияния в регионах, для которых это необычно. Они обнаружили, что в 1200–1201 годах, похоже, произошел достаточно сильный солнечно-протонный шторм, который был заметно слабее события Мияке 774–775 годов, но, видимо, примерно в 14 раз мощнее солнечной бури, инструментально зафиксированной в феврале 1956 года. Об этом сообщается в статье, опубликованной в журнале Proceedings of the Japan Academy Series B.
Благодаря изотопным анализам за последние десятилетия ученые заметно дополнили наши представления о том, как менялась солнечная активность сотни и тысячи лет назад. Как правило, исследователи анализируют содержание радиоуглерода (углерода-14) в годичных кольцах деревьев, возраст которых можно надежно установить с помощью методов дендрохронологии, а также ледяные керны, в которых скапливается космогенный изотоп бериллий-10. Пожалуй, самые известные открытия в этой области связаны с так называемыми событиями Мияке — сверхмощными солнечно-протонными штормами, самые поздние из которых происходили в 774–775 и 993–994 годах нашей эры.
Помимо сверхмощных штормов, с помощью таких анализов ученые определяют масштабы солнечной активности на более длительных отрезках времени — десятках и сотнях лет. Один из таких периодов повышенной солнечной активности пришелся примерно на 950–1250 годы нашей эры (его считают одной возможных из причин средневекового климатического оптимума). Вполне возможно, что особенно активно Солнце было около 1200–1205 годов, поскольку из многих средневековых источников, происходящих из разных стран, известно, что люди наблюдали с Земли невооруженным глазом солнечные пятна, а также полярные сияния на территориях таких стран, как Китай, Корея и Япония. В частности, полярные сияния красного цвета наблюдались в 20-х числах февраля 1204 года на Японских островах, возможно, в течение трех дней подряд, что весьма необычно. Аналогичные явления, видимо, происходили и в конце марта того же года.
Изменениям солнечной активности в конце XII — начале XIII века посвятили статью Хироко Мияхара (Hiroko Miyahara) из Окинавского института науки и технологий и ее японские коллеги. Исследователи отобрали для анализа образец древесины японского туевика (Thujopsis dolabrata), который обнаружили в префектуре Аомори, расположенной на севере острова Хонсю. Благодаря методам дендрохронологии и анализам изотопного состава кислорода и углерода они сумели привязать последовательность годичных колец этой древесины к абсолютной непрерывной шкале.
Затем ученые с помощью ускорительной масс-спектрометрии измерили содержание радиоуглерода в каждом из годичных колец, образовавшихся в период с 1196 по 1211 год. В результате они обнаружили, что в 1200–1201 годах произошел резкий всплеск содержания углерода-14 в атмосфере, который указал на вероятный солнечно-протонный шторм. По оценкам специалистов, в этот период концентрация избыточного радиоуглерода составляла примерно пятую часть от объема, который наблюдался в годичных кольцах 774–775 годов нашей эры, когда произошел один из самых мощных солнечно-протонных штормов, уступающий только событию 12350 года до нашей эры.
По данным исследователей, событие 774–775 годов было приблизительно в 70 раз мощнее, чем самая сильная солнечная вспышка, зафиксированная после 1940-х годов, когда начались инструментальные наблюдения. Она произошла 23 февраля 1956 года и, по-видимому, уступала по мощности солнечно-протонному шторму 1200–1201 годов примерно в 14 раз. Тем самым упомянутые полярные сияния февраля — марта 1204 года напрямую не связаны с солнечно-протонным штормом. По-видимому, они происходили, когда пик солнечной активности уже шел на спад. Кроме того, анализ солнечной активности, проведенный исследователями, показал, что на рубеже XII–XIII веков продолжительность циклов была меньше, чем наблюдаемые сегодня 11-летние циклы. Видимо, в тот период она составляла примерно семь — восемь лет.
Солнечно-протонные штормы экстремальной силы не обрушивались на нашу планету в течение последней тысячи лет, но в раннем Средневековье их было как минимум два, о чем подробно можно прочитать в нашем материале «События Мияке». Аналогичные события ученые также зафиксировали и для более древних эпох. Они происходили в 664–663 годах до нашей эры, 5259 и 7176 годах до нашей эры, а также в 12350 году до нашей эры.