強烈的太陽活動可以在地球上產生令人驚嘆的極光，但在地球磁場的保護之外，太陽可能會變得極其危險。太陽耀斑和日冕物質拋射等劇烈爆炸會將高能量粒子噴射到太空中，為太空人和太空船帶來嚴重風險。
其中一些爆炸會產生太陽質子事件 (SPE)，其中帶電粒子以高達光速 90% 的速度衝向地球。 1972 年，阿波羅 16 號和阿波羅 17 號登月任務期間，多顆 SPE 發生爆炸。如果太空人在登月任務期間受到輻射，他們可能會面臨致命的輻射水平。隨著航太機構為未來的月球探索做準備，科學家們正在努力更了解這些不可預測的太陽事件。
沖繩科學技術研究所 (OIST) 的研究人員現在已開發出一種新方法來發現過去 SPE 的證據。該團隊將中世紀的歷史記錄與日本北部埋藏的 Asunaro 樹中碳 14 的超靈敏測量結合起來。利用這種方法，他們確定了一次可能發生在公元 1200 年冬季至公元 1201 年春季之間的太陽質子事件，這一時期的太陽活動異常強烈。研究結果發表於： 日本學士院學報，B 系列。
OIST 日地環境與氣候部門的 Hiroko Miyahara 教授解釋說：「先前對歷史 SPE 的研究主要集中在罕見、極其強大的事件上。我們的論文為檢測次極端 SPE 提供了基礎，次極端 SPE 發生的頻率更高，規模約為最極端情況的 10-30%，但仍然很危險。次極端 SPE更難以檢測，但我們的方法現在允許我們有效地識別它們，並在什麼條件下識別它們。 」
古樹保留了太陽風暴的線索
地球磁場阻擋了 SPE 期間釋放的大部分高能粒子。但在兩極附近，磁場線通往太空，允許一些粒子進入大氣層。在特別強大的事件中，這些粒子與大氣中的氣體碰撞並形成碳 14 化合物，這些化合物擴散到世界各地並被困在生物體內。
透過分析保存的有機材料（例如埋藏的古老樹木）中的碳 14 含量，科學家可以追蹤數千年前太陽活動的變化。 OIST 團隊使用了他們花費十多年開發的高靈敏度測量技術。這種方法可以檢測到比傳統技術小得多的碳14波動，從而可以識別以前看不見的較弱的「亞極端」太陽質子事件。
由於碳 14 分析極為耗時，研究人員首先需要了解異常太陽活動何時發生的線索。
中世紀日本日記揭示天空中的“紅燈”
一個重要線索來自日本詩人兼朝臣藤原帝香（Fujiwara no Teika，1162-1241 年）的日記《明月》。西元 1204 年 2 月，他描述看到「京都北部天空出現紅光」。
太陽質子事件不會直接產生極光，但它們通常與與極光相同類型的太陽擾動有關。這一歷史觀察為研究人員提供了更仔細調查的時間框架。
隨後，科學家測量了從日本北部青森縣挖掘出的埋藏的 asunaro 木材中的碳 14 含量。他們發現碳 14 出現峰值，顯示太陽質子事件發生了亞極端。將這些測量結果與樹木氣候研究（即一種基於與區域氣候相關的樹木年輪生長模式比較的測年方法）相結合，研究人員確定該事件可能發生在公元 1200 年冬季至公元 1201 年春季之間。中國的歷史記錄也描述了同一時期在異常低緯度地區可見的紅色極光。
太陽異常活躍的證據
宮原說：「高精度數據不僅使我們能夠準確地確定次極端太陽質子事件的年代，而且使我們能夠清楚地重建該時期的太陽週期。」 “今天，太陽的活動沿著十一年的周期波動，但我們發現當時的周期只有七到八年，這表明太陽非常活躍。我們約會的SPE發生在其中一個週期的峰值。”
這項研究有助於填補太陽活動歷史上的重要空白，並提高科學家對危險太空天氣事件的理解。 Miyahara 表示，僅進行碳 14 分析是不夠的。歷史記錄和其他科學方法對於重建過去的太陽行為也是必要的。
宮原說：“歷史文獻提供了一個候選時間窗口，而樹木氣候學可以將檢測到的SPE與文獻中記錄的太陽黑子和極光報告進行直接比較。諸如此類的綜合方法對於準確重建過去的太陽活動至關重要，並幫助我們更好地了解極端太空天氣的特徵。” “例如，我們發現的SPE發生在太陽週期的峰值附近，而文獻中記錄的一些長週期低緯度極光似乎接近我們重建的太陽週期的最小值。這是出乎意料的，我們很高興進一步研究什麼太陽條件可能導致這種情況。”
