太阳偶尔会抛射出非常大量的带电粒子物质,形成所谓的超级太阳风暴事件(extreme solar particle events,ESPEs),规模远超过由近代仪器所测量到的任何记录。
此类事件会导致地球某些同位素(如放射性碳-14)产生速率大增,并当地质留下明显记录痕迹,以树木年轮化石为时间分辨率最高的记录保存物。已知过去1.2万年间共八起此类事件,公元775年的超级太阳风暴最为剧烈。但近期团队发现,距今约1万4,350年前(公元前1万2,350年)发生的超级太阳风暴,规模竟超越公元775年事件约18%,堪称目前所知最强的超级太阳风暴。
团队成员认为,太阳风暴会显著催化由银河宇宙射线在大气产生同位素的过程。异常激增的放射性碳同位素,会完整由每年树木年轮保留,成为可精确对应的宇宙时间标记(cosmic timestamp),并用于地质的绝对定年。这类突增事件称为“三宅事件”(Miyake events),以首次发现此现象的日本物理学家命名,以纪念为研究太阳活动、古气候与太空天气提供宝贵数据。三宅事件可协助地质或考古学家为地质的相对年代创建绝对年表。先前已利用此方法精确定年纽芬兰维京人定居点与希腊新石器文化遗址。
为重建冰河时期的极端太阳风暴行为,团队开发并应用了新型的化学─气候模型SOCOL:14C-Ex,以公元775年的超级太阳风暴事件所影响的树木年轮化石数据验证,延伸应用在冰河期条件下,重建公元前1万2,350年事件特性。团队指出,此事件是目前唯一发生在全新世(Holocene)以外的超级太阳风暴事件,其强度超过现代卫星所记录的最强太阳风暴,即2005年太阳风暴500倍。其他已知大型太阳风暴事件分别发生于约994年、公元前663年、公元前5259年与公元前7176年,目前团队正持续分析若干潜在事件。
成员表示,这起发生于公元前1万2,350年的超级太阳风暴事件,为科学家提供了目前所知最强烈的太空天气骤变场景参考,对于未来若发生超级太阳风暴,如何评估对卫星、电力网络设施与通信系统的潜在威胁并发出预警至关重要。
(首图来源:NASA)