OKINAWA / LONDON (IT BOLTWISE) – Forscher der Okinawa Institute of Science and Technology haben eine innovative Methode entwickelt, um historische solare Protonenereignisse zu identifizieren. Durch die Kombination von mittelalterlichen Aufzeichnungen und präzisen Kohlenstoff-14-Messungen an vergrabenen Bäumen in Nordjapan konnten sie ein solches Ereignis zwischen Winter 1200 und Frühling 1201 datieren. Diese Forschung trägt dazu bei, unser Verständnis von extremen Weltraumwetterereignissen zu verbessern, die für zukünftige Mondmissionen von Bedeutung sind.
Auf der Erde erscheinen extreme solare Aktivitäten oft als wunderschöne, harmlose Polarlichter. Doch jenseits des Schutzes des Erdmagnetfeldes ist man den Launen eines temperamentvollen Sterns ausgesetzt, der plötzlich mit Flares und koronalen Massenauswürfen ausbrechen kann. Diese Ausbrüche lösen gelegentlich sogenannte solare Protonenereignisse (SPEs) aus, bei denen hochenergetische Teilchen mit bis zu 90 % der Lichtgeschwindigkeit zur Erde geschleudert werden.
Im Jahr 1972 ereignete sich eine Reihe von SPEs zwischen den Apollo-16- und Apollo-17-Mondmissionen. Hätten diese mit einer der Expeditionen zusammengefallen, wären die Astronauten der tödlichen Teilchenstrahlung schutzlos ausgesetzt gewesen. Da wir zum Mond zurückkehren, wird das Verständnis dieser sporadischen Ereignisse immer dringlicher. Forscher des Okinawa Institute of Science and Technology (OIST) haben nun einen neuen Ansatz zur Erkennung historischer SPEs gezeigt, bei dem sie mittelalterliche Aufzeichnungen nutzen, um ultra-präzise Kohlenstoff-14-Messungen an vergrabenen Asunaro-Bäumen in Nordjapan durchzuführen.
Mit diesem kombinierten Ansatz haben die Physiker ein SPE auf einen Zeitraum zwischen Winter 1200 und Frühling 1201 datiert, als die Sonnenaktivität extrem hoch war. Ihre Ergebnisse wurden in den Proceedings of the Japan Academy, Series B, veröffentlicht. Professor Hiroko Miyahara vom OIST Solar-Terrestrial Environment and Climate Unit erklärt: „Frühere Studien zu historischen SPEs haben sich auf seltene, extrem starke Ereignisse konzentriert. Unser Papier bietet eine Grundlage für die Erkennung sub-extremer SPEs – Ereignisse, die häufiger auftreten und etwa 10–30 % der Größe der extremsten Fälle ausmachen, aber dennoch gefährlich sind.“
Die meisten hochenergetischen Protonen von SPEs werden vom Erdmagnetfeld abgelenkt. In der Nähe der Pole, wo die geomagnetischen Feldlinien offen zum Weltraum sind, oder bei besonders starken Ereignissen können jedoch einige Teilchen durchdringen und mit atmosphärischen Gasen kollidieren. Dies bildet Kohlenstoff-14-Verbindungen, die global durch die Atmosphäre zirkulieren und in organische Materialien eingebaut werden. Durch die Messung des Kohlenstoff-14-Gehalts in konserviertem organischem Material, wie vergrabenen Bäumen, können Forscher Schwankungen in der Sonnenaktivität über die letzten 10.000 Jahre identifizieren.
Mit ultra-präzisen Messungen, die die Forscher über einen zehnjährigen Prozess entwickelt haben, können nun kleinere Schwankungen erkannt werden, die mit herkömmlichen Methoden nicht zu erkennen sind, was die Erkennung sub-extremer SPEs ermöglicht. Da die ultra-präzise Methode zeitaufwendig ist, musste das Team zunächst wissen, wann und wo nach Beweisen für vergangene Weltraumwetterereignisse gesucht werden muss. In der vorliegenden Studie kam der erste Hinweis aus dem Meigetsuki, dem Tagebuch des einflussreichen japanischen Höflings und Dichters Fujiwara no Teika (1162–1241), der im Februar 1204 „rote Lichter am nördlichen Himmel über Kyoto“ beobachtete.
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