حلقه های درخت سابقه فعالیت شدید خورشیدی تازه شناسایی شده را نشان می‌دهد

این تصویر حلقه‌های رشد یک گونه درخت ناشناخته در باغ وحش بریستول انگلستان را نشان می‌دهد. حلقه‌های درخت شرایط محیطی را در سال تشکیل می‌دهند. اعتبار: Arpingstone / Wikimedia ، دامنه عمومی

خورشید به طور مداوم جریانی از ذرات پرانرژی را ساطع می‌کند ، برخی از آنها به زمین می‌رسند. چگالی و انرژی این جریان اساس آب و هوای فضایی را تشکیل می‌دهد که می‌تواند در عملکرد ماهواره‌ها و سایر فضاپیماها تداخل ایجاد کند. یک سوال اصلی حل نشده در این زمینه، فرکانس تابش خورشید از ذرات پرانرژی به اندازه کافی قوی برای غیرفعال کردن یا از بین بردن لوازم الکترونیکی مبتنی بر فضا است.

یکی از راه‌های امیدوار کننده برای تعیین میزان چنین رویدادهایی، سابقه درخت‌گاه‌شماری است. این رویکرد متکی به فرآیندی است که طی آن یک ذره انرژی خورشیدی (SEP) به جو برخورد می‌کند و باعث یک واکنش زنجیره‌ای می‌شود که منجر به تولید اتم کربن 14 می‌شود. این اتم متعاقباً می‌تواند در ساختار یک درخت قرار گیرد. بنابراین، غلظت اتمهای کربن -14 در یک حلقه درخت می‌تواند میزان تأثیر SEP ها در یک سال مشخص را نشان دهد.

مطالعه و تحلیل حلقه‌های رشد سالانه درختان و استفاده از آن‌ها برای تعیین تغییرات اقلیمی در دوره‌های گذشته و تحقیقات باستان‌شناختی را درخت‌گاه‌شماری (dendrochronology) یا تحلیل حلقه درخت (tree-ring analysis) می‌گویند.

تا به امروز، سه واقعه از تولید شدید SEP به خوبی شرح داده شده است، که تقریباً در سالهای 660 قبل از میلاد، 774–775 و 992–993 م رخ داده است. هر رویداد تقریباً از نظر اندازه در هر زمان اندازه‌گیری شده در دوره اکتشافات فضایی، قدرتمند بود. میاکه و همکاران چنین رویدادی را توصیف کردند که بین سالهای 5411 قبل از میلاد و 5410 قبل از میلاد رخ داده است. به دلیل این انفجار، کربن -14 اتمسفر در نیمکره شمالی سالانه 0.6 درصد افزایش یافت و قبل از سقوط به سطح معمول برای چندین سال پایدار بود.

نویسندگان حضور این رویداد را با استفاده از نمونه‌های جمع‌آوری شده از درختان در سه منطقه به طور گسترده پراکنده استنباط کردند: یک کاج در کالیفرنیا، یک کاج اسکاچ در فنلاند و یک کاج اروپایی در سوئیس. حلقه‌های درخت جداگانه هر نمونه از هم جدا شده و مواد هر حلقه برای تعیین میزان کربن 14 آن تحت طیف سنجی جرمی در شتاب دهنده قرار گرفتند.

محققان با استفاده از روشهای آماری، الگویی از نوسانات كربن -14 كوچك مطابق با چرخه خورشیدی 11 ساله خورشید را شناسایی كردند. واقعه ثبت شده در حلقه درخت در مدت زمان اوج فعالیت خورشیدی رخ داده است. شواهد دیگر نشان می‌دهد که فعالیت طولانی خورشید نیز در طی یک دهه افزایش یافته است.

اگر یک انفجار شدید SEP علت کربن 14 اضافی باشد، این مشاهدات می‌تواند به پیش‌بینی وقایع آینده کمک کند. با این حال، اندازه‌گیری حلقه درخت نمی‌تواند سایر دلایل فرازمینی، مانند انفجار ابرنواختری در نزدیکی را رد کند.

ترجمه: سارا سیدحاتمی

منبع:

Tree rings show record of newly identified extreme solar activity event

by Morgan Rehnberg, American Geophysical Union

https://phys.org/news/2021-07-tree-newly-extreme-solar-event.html