Древните космически супербури: Мистерията около тях се задълбочава
Когато електрическата мрежа Hydro-Québec се срутва на 13 март 1989 година, спирането потапя целия Квебек в мрак— повече от шест милиона души са на мрачно за няколко часа.
Събитието е провокирано от свирепа стихия, само че тя не е дело на Земята. Източникът е слънцето: най-близката ни звезда е отприщила рой от високоенергийни частици и радиация, които предизвикват безпорядък на нашата софтуерна инфраструктура.
A fresh analysis of tree-ring data suggests barrages of cosmic radiation that washed over Earth centuries ago may have come from sources besides our sun
— Scientific American (@sciam)
И въпреки всичко това събитие не е било случайност, учените към този момент са наясно с това. Внимателният разбор на доказателствата, събрани от дървесни пръстени, допуска, че сходни, само че надалеч по-големи баражи неведнъж са удряли Земята в относително близкото минало. Изследователите от дълго време считат, че от време на време рисковата интензивност на нашата звезда е виновникът за тези по-големи събития, само че нова работа, включваща прозрения от физиологията на дърветата и въглеродния цикъл на нашата планета, оспорва концепцията, че слънчевите стихии са виновни.
Тази смяна в мисленето стартира преди към десетилетие, когато Фуса Мияке, физик по галактическите лъчи, стартира да проучва дървесината на дълголетни кедри, отсечени на японския остров Яку. Мияке, тогава аспирант в университета Нагоя в Япония, подробно извличал богата на въглерод целулоза от пръстените на дърветата, всяко от които нормално записва цяла година напредък в диапазон от по-малко от милиметър. Нейната цел била да мери количеството въглерод 14 - радиоактивен изотоп на въглерода, който нормално се употребява за датиране на археологически артефакти.
Въглерод 14, прочут също като радиовъглерод, се създава естествено на нашата планета, когато високоенергийна радиация и частици, предавани от слънцето, други звезди и разнообразни галактически катаклизми, взаимодействат с атомите в горната атмосфера на Земята, най-много азота. Радиовъглеродът също е непряк артикул от човешката активност - концентрацията на изотопа в атмосферата се удвоява по време на разцвета на тестванията на атомни оръжия от епохата на Студената война в средата на 20-ти век, когато Съединени американски щати и други народи взривяват стотици нуклеарни бомби в атмосферата.
" The mystery of ancient space superstorms deepens.. " ☀⚡'s and his team's research on unexplained radiation storms, as covered by Scientific American:
— UQ News (@UQ_News)
Радиовъглеродът съставлява единствено изчезваща част, към една част от един трилион, от въглерода, който се движи във въздуха, водата и скалите на нашата планета. Но това към момента е повече от задоволително, с цел да се натрупат откриваеми следи от веществото в дървета и други фотосинтезиращи растения, които го изсмукват от въздуха като въглероден диоксид, съдържащ радиоизотопи.
От 50-те години на предишния век откривателите знаят, че концентрацията на радиоактивен въглерод в дървесните пръстени варира с течение на времето. Но до неотдавна релативно огромни количества целулоза бяха нужни за радиовъглеродни разбори, тъй че множеството измервания се основаваха на пет или даже 10-годишни дървесни пръстени.
Подсказана от по-ранни проучвания, предполагащи ясно изразено нарастване на атмосферния въглерод 14 някъде в края на осми век, Мияке стартира да изследва обособени дървесни пръстени, датиращи от 750 до 820 година сл. н. е. Тя употребява сензитивна техника, известна като ускорителна масспектрометрия, с цел да открие дребни количества радиовъглерод, което се надяваше да хвърли светлина върху това по кое време и за какво може да се е случило сходно събитие.
Много хора не виждаха смисъл от тази работа, споделя Йеспер Олсен, физик от университета в Орхус в Дания, който не е взел участие в проучването. „ Никой в действителност не смяташе, че си коства “, споделя той.
Усилията на Мияке обаче се отплащат, когато данните разкриват аномално огромно нарастване на концентрацията на въглерод 14 тъкмо през 775 година от н. е. Тя и нейните сътрудници оповестиха за откритието в Nature през 2012 година Оттогава откривателите откриват спомагателни „ събития на Мияке “ в други записи на дървесни пръстени.
Шест събития – най-старото датиращо от 7176 година прочие н. е. – са изключително добре проучени и събитията от Мияке са употребявани за ограничение на времето на разнообразни исторически събития, като идването на викингите в Америка. Но произходът на събитията в Мияке остава мистериозен. Освен общия консенсус, че са породени от някакъв астрофизичен развой, те се приписват на слънчева интензивност, излъчвания от близка супернова или неутронна звезда или даже близка среща на Земята с комета.
Огромни слънчеви изригвания нормално се употребяват, с цел да обяснят събитията в Мияке, споделя Тим Джул, геоучен от Университета на Аризона, който не е взел участие в проучването. Такива излияния на електромагнитно лъчение се появяват постоянно на слънцето и постоянно са свързани с прояви на високоенергийни частици. Но тази връзка сред слънчевата интензивност и записа на съмненията на радиовъглерода на Земята е замъглена от обстоятелството, че нашето слънце също играе отбрана: неговото магнитно поле оказва помощ да се защищити Земята от високоенергийни частици, струящи оттатък Слънчевата система, и евентуално понижава, вместо да усилва количество радиовъглерод, създаден от галактически източници. Това екраниране е изключително ясно изразено в пика на 11-годишния безоблачен цикъл, когато магнитното поле на слънцето е най-силно.
Един факт е прочут сигурно за събитията в Мияке, споделя Бенджамин Поуп, астроном от Университета на Куинсланд в Австралия. „ Те са засичане на голям изблик на радиация, достигащ Земята “, споделя той. И тези прояви надминават баража, отпушен през 1989 година, който осакати електрическата мрежа Hydro-Québec, в този момент знаят откривателите. Поуп и неговите сътрудници неотдавна проучиха радиовъглеродни записи от повече от 60 дървета, публикувани на четири континента, в търсене на природата и евентуалния генезис на тези мистериозни и тревожни сигнали.
Начертайте поредност от радиовъглеродни измервания като функционалност на времето и събитието на Мияке ще наподобява доста като канара, която е съвсем отвесна от едната страна, само че доста по-плавно наклонена от другата. Повечето събития на Мияке се усилват доста бързо - постоянно в границите на един пръстен на дърво - и по-късно изчезват за 10 до 20 години. Но тази развръзка не се дължи на радиоактивното раздробяване на изотопа, което се случва през хилядолетия, а не през десетилетия. Вместо това това е резултатът от въглерода на Земята, без значение дали е радиоактивен или не, непрестанно пътуващ през околната среда, споделя Поуп. „ Той циркулира през въглеродния цикъл “, прибавя той. След като в атмосферата се сътвори изблик на радиовъглерод, той в последна сметка се погребва в седименти на дъното на океана.
Получаването на по-добро схващане на времето и продължителността на събитията в Мияке изисква по-добро отчитане на придвижването на радиовъглерода през световния въглероден цикъл. Изследователите се обръщат към по този начин наречените модели на въглеродни кутии, които се състоят от системи от диференциални уравнения, диктуващи по какъв начин въглеродът се популяризира през атмосферата, биосферата, океаните и други резервоари на Земята. Всички тези модели се пробват да отговорят на фундаментален въпрос. „ Ако поставите малко радиовъглерод в атмосферата, къде отива и по кое време? “
Поуп и неговият екип стартират с генерирането на набор от симулирани събития на Мияке, всяко от които леко се различаваше по своята начална дата, дълготрайност и мощ. След това те подадоха тези симулирани данни посредством няколко разнообразни модела на въглеродни кутии и съпоставиха изхода с измервания на радиовъглерод в действителния свят, получени от дървесните пръстени, с цел да се сближат с най-подходящи параметри за всяко събитие на Мияке.
Въз основа на този разбор наподобява, че множеството събития са в сходство с къси, съвсем мигновени „ шипове “ на производството на радиовъглерод. Две събития обаче изглеждаха удължени във времето. Един по-специално, който се е случил през 663 година пр.н.е., е траял почти три години, заключават откривателите. Това е объркващо, тъй като слънчевите изригвания, изхвърлянето на коронална маса и други изригвания от слънцето нормално не престават единствено няколко дни или седмици. Такъв относително къс изблик на високоенергийни частици евентуално ще бъде уловен в един дървесен пръстен, който се сглобява в продължение на една година. Следователно намирането на доказателства за дълголетен сигнал е много замайващ.
Отговорът може да се крие в тънкостите на магнитното поле на Земята. Високоенергийните частици могат да бъдат хванати там, на хиляди километри над по-голямата част от атмосферата - задоволително високо, с цел да отнеме няколко години, с цел да капят надолу и да образуват радиовъглерод. Това може да изясни за какво някои събития в Мияке наподобяват толкоз продължителни във времето. Може би някои от тези по-дълготрайни събития могат да бъдат източник с по-кратка дълготрайност.
Друго пояснение за продължителните събития на Мияке може просто да бъде физиологията на дървото. Когато дърветата стартират да порастват напролет, в някои случаи те разчитат на хранителни субстанции, които към този момент се съхраняват в техните кафези. Това може да докара до видимо кратковременно събитие, като подтик на радиовъглерод, да наподобява размазано с времето, когато човек гледа дървесните пръстени.
Разбира се, постоянно има опция многогодишните събития на Мияке в действителност да са удължени във времето. През 2020 година различен екип от откриватели, в това число Фуса Мияке, предложиха, че поредност от слънчеви изригвания, повтарящи се неведнъж в продължение на няколко години, може да са виновни.
Поуп и неговият екип също се интересуваха от точното време на събитията в Мияке по отношение на слънчевия цикъл. Изследователите демонстрират, че слънчевите изригвания са към четири пъти по-вероятни да се появят към слънчевия най-много, в сравнение с към слънчевия най-малко, тъй че би имало смисъл събитията от Мияке да са групирани към пика на слънчевия цикъл.
Други откриватели обаче към момента залагат, че събитията в Мияке са свързани със слънцето. „ Изобщо не е изненадващо за мен, че те не подхождат на пика на слънчевия цикъл “, споделя Делорес Книп, геофизик от Университета на Колорадо Боулдър. В последна сметка слънцето е изцяло способно да изстрелва високоенергийни частици към Земята в моменти, разнообразни от слънчевия най-много. „ Знаем, че множеството изхвърляния на коронарна маса, които доближават до Земята – които нормално са огромните мотори на слънчевите енергийни събития на частици – нормално се появяват след пика на слънчевия цикъл “, споделя Книп.
Друга концепция е, че събитията в Мияке имат нещо общо с по-слаб от междинния безоблачен цикъл, допускат Поуп и сътрудниците му. Учените са забелязали десетилетно повишаване на радиовъглерода в дървесните пръстени, датиращи от към 5480 година пр.н.е. Въпреки че нормално не се смята за събитие на Мияке, този сигнал може да е породен от интервал на извънредно слаба слънчева интензивност, допускат други откриватели. По-слабото от междинното магнитно поле на слънцето би разрешило на повече високоенергийни частици от междузвездното пространство да доближат Земята през това време.
Пръстените на дърветата също не са единственото място за търсене на отговори за събитията в Мияке. Някои откриватели са се обърнали към ледените ядра, с цел да търсят берилий 10 и хлор 36 - два изотопа, които сходно на радиовъглерода се създават в атмосферата от високоенергийни феномени. Андрю Смит, физик от Австралийската организация за нуклеарна просвета и технологии, учи такива изотопи в антарктически ледени ядра. Пробити надълбоко в хладилник или ледена завивка, на няколко десетки сантиметра от тези ледени ядра могат да уловят една година от предишното, предлагайки на откривателите повече материал, с който да работят, с цел да дефинират времето на античните събития. Това разрешава измервания на интервали от месеци спрямо годишната времева разграничителна дарба на дървесните пръстени. Смит и сътрудниците му сега проучват данни от своите ледени ядра, като имат поради събитията от Мияке.
Събитията в Мияке и техният генезис към момента са мистериозни - и може да останат такива, до момента в който най-сетне не бъдат записани с научни принадлежности. Но може би това не е бъдеще, което би трябвало да желаем. В края на краищата галактически бараж, задоволително натоварен, с цел да се появи в дървесните пръстени, евентуално би бил гибелен за хилядите спътници, които обкръжават планетата. Тяхната сензитивна електроника ще бъде всъщност изпържена, и това може да има вълнообразни резултати в сферите на навигацията и връзката, технологии, които одобряваме за даденост в актуалното общество.
Събитието е провокирано от свирепа стихия, само че тя не е дело на Земята. Източникът е слънцето: най-близката ни звезда е отприщила рой от високоенергийни частици и радиация, които предизвикват безпорядък на нашата софтуерна инфраструктура.
A fresh analysis of tree-ring data suggests barrages of cosmic radiation that washed over Earth centuries ago may have come from sources besides our sun
— Scientific American (@sciam)
И въпреки всичко това събитие не е било случайност, учените към този момент са наясно с това. Внимателният разбор на доказателствата, събрани от дървесни пръстени, допуска, че сходни, само че надалеч по-големи баражи неведнъж са удряли Земята в относително близкото минало. Изследователите от дълго време считат, че от време на време рисковата интензивност на нашата звезда е виновникът за тези по-големи събития, само че нова работа, включваща прозрения от физиологията на дърветата и въглеродния цикъл на нашата планета, оспорва концепцията, че слънчевите стихии са виновни.
Тази смяна в мисленето стартира преди към десетилетие, когато Фуса Мияке, физик по галактическите лъчи, стартира да проучва дървесината на дълголетни кедри, отсечени на японския остров Яку. Мияке, тогава аспирант в университета Нагоя в Япония, подробно извличал богата на въглерод целулоза от пръстените на дърветата, всяко от които нормално записва цяла година напредък в диапазон от по-малко от милиметър. Нейната цел била да мери количеството въглерод 14 - радиоактивен изотоп на въглерода, който нормално се употребява за датиране на археологически артефакти.
Въглерод 14, прочут също като радиовъглерод, се създава естествено на нашата планета, когато високоенергийна радиация и частици, предавани от слънцето, други звезди и разнообразни галактически катаклизми, взаимодействат с атомите в горната атмосфера на Земята, най-много азота. Радиовъглеродът също е непряк артикул от човешката активност - концентрацията на изотопа в атмосферата се удвоява по време на разцвета на тестванията на атомни оръжия от епохата на Студената война в средата на 20-ти век, когато Съединени американски щати и други народи взривяват стотици нуклеарни бомби в атмосферата.
" The mystery of ancient space superstorms deepens.. " ☀⚡'s and his team's research on unexplained radiation storms, as covered by Scientific American:
— UQ News (@UQ_News)
Радиовъглеродът съставлява единствено изчезваща част, към една част от един трилион, от въглерода, който се движи във въздуха, водата и скалите на нашата планета. Но това към момента е повече от задоволително, с цел да се натрупат откриваеми следи от веществото в дървета и други фотосинтезиращи растения, които го изсмукват от въздуха като въглероден диоксид, съдържащ радиоизотопи.
От 50-те години на предишния век откривателите знаят, че концентрацията на радиоактивен въглерод в дървесните пръстени варира с течение на времето. Но до неотдавна релативно огромни количества целулоза бяха нужни за радиовъглеродни разбори, тъй че множеството измервания се основаваха на пет или даже 10-годишни дървесни пръстени.
Подсказана от по-ранни проучвания, предполагащи ясно изразено нарастване на атмосферния въглерод 14 някъде в края на осми век, Мияке стартира да изследва обособени дървесни пръстени, датиращи от 750 до 820 година сл. н. е. Тя употребява сензитивна техника, известна като ускорителна масспектрометрия, с цел да открие дребни количества радиовъглерод, което се надяваше да хвърли светлина върху това по кое време и за какво може да се е случило сходно събитие.
Много хора не виждаха смисъл от тази работа, споделя Йеспер Олсен, физик от университета в Орхус в Дания, който не е взел участие в проучването. „ Никой в действителност не смяташе, че си коства “, споделя той.
Усилията на Мияке обаче се отплащат, когато данните разкриват аномално огромно нарастване на концентрацията на въглерод 14 тъкмо през 775 година от н. е. Тя и нейните сътрудници оповестиха за откритието в Nature през 2012 година Оттогава откривателите откриват спомагателни „ събития на Мияке “ в други записи на дървесни пръстени.
Шест събития – най-старото датиращо от 7176 година прочие н. е. – са изключително добре проучени и събитията от Мияке са употребявани за ограничение на времето на разнообразни исторически събития, като идването на викингите в Америка. Но произходът на събитията в Мияке остава мистериозен. Освен общия консенсус, че са породени от някакъв астрофизичен развой, те се приписват на слънчева интензивност, излъчвания от близка супернова или неутронна звезда или даже близка среща на Земята с комета.
Огромни слънчеви изригвания нормално се употребяват, с цел да обяснят събитията в Мияке, споделя Тим Джул, геоучен от Университета на Аризона, който не е взел участие в проучването. Такива излияния на електромагнитно лъчение се появяват постоянно на слънцето и постоянно са свързани с прояви на високоенергийни частици. Но тази връзка сред слънчевата интензивност и записа на съмненията на радиовъглерода на Земята е замъглена от обстоятелството, че нашето слънце също играе отбрана: неговото магнитно поле оказва помощ да се защищити Земята от високоенергийни частици, струящи оттатък Слънчевата система, и евентуално понижава, вместо да усилва количество радиовъглерод, създаден от галактически източници. Това екраниране е изключително ясно изразено в пика на 11-годишния безоблачен цикъл, когато магнитното поле на слънцето е най-силно.
Един факт е прочут сигурно за събитията в Мияке, споделя Бенджамин Поуп, астроном от Университета на Куинсланд в Австралия. „ Те са засичане на голям изблик на радиация, достигащ Земята “, споделя той. И тези прояви надминават баража, отпушен през 1989 година, който осакати електрическата мрежа Hydro-Québec, в този момент знаят откривателите. Поуп и неговите сътрудници неотдавна проучиха радиовъглеродни записи от повече от 60 дървета, публикувани на четири континента, в търсене на природата и евентуалния генезис на тези мистериозни и тревожни сигнали.
Начертайте поредност от радиовъглеродни измервания като функционалност на времето и събитието на Мияке ще наподобява доста като канара, която е съвсем отвесна от едната страна, само че доста по-плавно наклонена от другата. Повечето събития на Мияке се усилват доста бързо - постоянно в границите на един пръстен на дърво - и по-късно изчезват за 10 до 20 години. Но тази развръзка не се дължи на радиоактивното раздробяване на изотопа, което се случва през хилядолетия, а не през десетилетия. Вместо това това е резултатът от въглерода на Земята, без значение дали е радиоактивен или не, непрестанно пътуващ през околната среда, споделя Поуп. „ Той циркулира през въглеродния цикъл “, прибавя той. След като в атмосферата се сътвори изблик на радиовъглерод, той в последна сметка се погребва в седименти на дъното на океана.
Получаването на по-добро схващане на времето и продължителността на събитията в Мияке изисква по-добро отчитане на придвижването на радиовъглерода през световния въглероден цикъл. Изследователите се обръщат към по този начин наречените модели на въглеродни кутии, които се състоят от системи от диференциални уравнения, диктуващи по какъв начин въглеродът се популяризира през атмосферата, биосферата, океаните и други резервоари на Земята. Всички тези модели се пробват да отговорят на фундаментален въпрос. „ Ако поставите малко радиовъглерод в атмосферата, къде отива и по кое време? “
Поуп и неговият екип стартират с генерирането на набор от симулирани събития на Мияке, всяко от които леко се различаваше по своята начална дата, дълготрайност и мощ. След това те подадоха тези симулирани данни посредством няколко разнообразни модела на въглеродни кутии и съпоставиха изхода с измервания на радиовъглерод в действителния свят, получени от дървесните пръстени, с цел да се сближат с най-подходящи параметри за всяко събитие на Мияке.
Въз основа на този разбор наподобява, че множеството събития са в сходство с къси, съвсем мигновени „ шипове “ на производството на радиовъглерод. Две събития обаче изглеждаха удължени във времето. Един по-специално, който се е случил през 663 година пр.н.е., е траял почти три години, заключават откривателите. Това е объркващо, тъй като слънчевите изригвания, изхвърлянето на коронална маса и други изригвания от слънцето нормално не престават единствено няколко дни или седмици. Такъв относително къс изблик на високоенергийни частици евентуално ще бъде уловен в един дървесен пръстен, който се сглобява в продължение на една година. Следователно намирането на доказателства за дълголетен сигнал е много замайващ.
Отговорът може да се крие в тънкостите на магнитното поле на Земята. Високоенергийните частици могат да бъдат хванати там, на хиляди километри над по-голямата част от атмосферата - задоволително високо, с цел да отнеме няколко години, с цел да капят надолу и да образуват радиовъглерод. Това може да изясни за какво някои събития в Мияке наподобяват толкоз продължителни във времето. Може би някои от тези по-дълготрайни събития могат да бъдат източник с по-кратка дълготрайност.
Друго пояснение за продължителните събития на Мияке може просто да бъде физиологията на дървото. Когато дърветата стартират да порастват напролет, в някои случаи те разчитат на хранителни субстанции, които към този момент се съхраняват в техните кафези. Това може да докара до видимо кратковременно събитие, като подтик на радиовъглерод, да наподобява размазано с времето, когато човек гледа дървесните пръстени.
Разбира се, постоянно има опция многогодишните събития на Мияке в действителност да са удължени във времето. През 2020 година различен екип от откриватели, в това число Фуса Мияке, предложиха, че поредност от слънчеви изригвания, повтарящи се неведнъж в продължение на няколко години, може да са виновни.
Поуп и неговият екип също се интересуваха от точното време на събитията в Мияке по отношение на слънчевия цикъл. Изследователите демонстрират, че слънчевите изригвания са към четири пъти по-вероятни да се появят към слънчевия най-много, в сравнение с към слънчевия най-малко, тъй че би имало смисъл събитията от Мияке да са групирани към пика на слънчевия цикъл.
Други откриватели обаче към момента залагат, че събитията в Мияке са свързани със слънцето. „ Изобщо не е изненадващо за мен, че те не подхождат на пика на слънчевия цикъл “, споделя Делорес Книп, геофизик от Университета на Колорадо Боулдър. В последна сметка слънцето е изцяло способно да изстрелва високоенергийни частици към Земята в моменти, разнообразни от слънчевия най-много. „ Знаем, че множеството изхвърляния на коронарна маса, които доближават до Земята – които нормално са огромните мотори на слънчевите енергийни събития на частици – нормално се появяват след пика на слънчевия цикъл “, споделя Книп.
Друга концепция е, че събитията в Мияке имат нещо общо с по-слаб от междинния безоблачен цикъл, допускат Поуп и сътрудниците му. Учените са забелязали десетилетно повишаване на радиовъглерода в дървесните пръстени, датиращи от към 5480 година пр.н.е. Въпреки че нормално не се смята за събитие на Мияке, този сигнал може да е породен от интервал на извънредно слаба слънчева интензивност, допускат други откриватели. По-слабото от междинното магнитно поле на слънцето би разрешило на повече високоенергийни частици от междузвездното пространство да доближат Земята през това време.
Пръстените на дърветата също не са единственото място за търсене на отговори за събитията в Мияке. Някои откриватели са се обърнали към ледените ядра, с цел да търсят берилий 10 и хлор 36 - два изотопа, които сходно на радиовъглерода се създават в атмосферата от високоенергийни феномени. Андрю Смит, физик от Австралийската организация за нуклеарна просвета и технологии, учи такива изотопи в антарктически ледени ядра. Пробити надълбоко в хладилник или ледена завивка, на няколко десетки сантиметра от тези ледени ядра могат да уловят една година от предишното, предлагайки на откривателите повече материал, с който да работят, с цел да дефинират времето на античните събития. Това разрешава измервания на интервали от месеци спрямо годишната времева разграничителна дарба на дървесните пръстени. Смит и сътрудниците му сега проучват данни от своите ледени ядра, като имат поради събитията от Мияке.
Събитията в Мияке и техният генезис към момента са мистериозни - и може да останат такива, до момента в който най-сетне не бъдат записани с научни принадлежности. Но може би това не е бъдеще, което би трябвало да желаем. В края на краищата галактически бараж, задоволително натоварен, с цел да се появи в дървесните пръстени, евентуално би бил гибелен за хилядите спътници, които обкръжават планетата. Тяхната сензитивна електроника ще бъде всъщност изпържена, и това може да има вълнообразни резултати в сферите на навигацията и връзката, технологии, които одобряваме за даденост в актуалното общество.
Източник: vesti.bg
КОМЕНТАРИ