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，太陽可能非常危險。太陽耀斑和日冕物質拋射等劇烈噴發會將高能量粒子噴射到太空中，對太空人和太空船帶來嚴重風險。
其中一些噴發會產生太陽質子事件 (SPE)，其中帶電粒子以高達光速 90% 的速度傳播到地球。 1972 年，在阿波羅 16 號和阿波羅 17 號登月任務之間，數個 SPE 發生爆炸。如果太空人在登月任務中受到輻射，他們將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尋找過去 SPE 的證據。該團隊將中世紀的歷史記錄與從埋藏在日本北部的 asunaro 樹中進行的 14 次超精確碳測量結合起來。利用這種方法，他們確定了可能發生在 1200 年冬季至 1201 年春季之間的太陽質子事件，這段時期的太陽活動異常強烈。研究結果發表在期刊上 日本科學院院刊 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和非常強烈的事件上。我們的論文為檢測極端SPE提供了基礎。極端SPE發生的頻率更高，規模約為極端案例的10-30%，但檢測起來仍然比我們的PE更危險。該方法現在使我們能夠有效地識別和更好地識別它們可以發生的條件。
古樹蘊藏著太陽風暴的線索
地球磁場阻擋了 SPE 中釋放的大部分高能粒子。然而，在兩極附近，磁場線向太空開放，允許一些粒子進入大氣層。在特別強烈的事件中，這些顆粒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（例如埋藏的古樹）中的碳 14 含量，科學家可以追蹤數千年來太陽活動的變化。 OIST 團隊使用了他們十多年來不斷完善的超精密測量技術。這種方法可以檢測到比傳統技術小得多的碳 14 波動，從而能夠識別以前看不見的較微弱的「次極端」太陽質子事件。
由於碳 14 分析非常耗時，研究人員需要有關首次異常太陽活動何時發生的線索。
中世紀日本報紙揭露天空中的“紅燈”
關鍵線索之一來自日本宮廷詩人藤原帝香（Fujiwara no Teika，1162-1241）的日記《明月》。 1204 年 2 月，他描述看到「京都北部的天空出現紅光」。
太陽質子事件不會直接產生極光，但通常與相同類型的太陽擾動有關。這段歷史觀察給了研究人員一段時間進行更仔細的調查。
隨後，科學家測量了從日本北部青森縣回收的埋藏的 asunaro 木材中的碳 14 含量。它們在碳 14 中被發現，顯示存在次極端太陽質子事件。透過將這些測量結果與樹木氣候研究（一種基於比較與該地區氣候相關的樹木年輪生長模式的測年方法）相結合，研究人員確定該事件可能發生在 1200 年冬季至 1201 年春季之間。中國歷史記錄也描述了同時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：「高精度數據不僅可以精確確定太陽質子事件的年代，還可以清晰地重建當時的太陽週期。」 “今天，太陽的活動在十一年的周期中變化，但我們發現該週期當時只有七到八年，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高峰期。”
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。宮原認為，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至關重要。
宮原總結：「歷史文獻提供了一個候選時間窗口，可以將樹木氣候學檢測到的SPE與文獻中記錄的太陽黑子和極光報告進行直接比較。這種綜合方法對於準確重建過去的太陽活動是必要的，有助於更好地了解極端太空天氣的特徵。」 「例如，雖然我們發現的 SPE發生在太陽週期的峰值附近，但文獻中記錄的一些長低緯度極光似乎接近我們重建的太陽週期的最小值。
