Anéis de árvore mostram registro de evento de atividade solar extrema

A espectroscopia da massa do material de anéis de árvores indicam um aumento acentuado de um único ano nas concentrações de carbono-14, consistente com um evento de partícula de energia solar extrema que ocorreu por volta de 5410 aC.

anéis de árvores
Os anéis das árvores registram as condições ambientais no ano em que se formam. Por meio da análise isotópica do carbono, esses registros também podem descrever o clima do passado.

O Sol emite constantemente um fluxo de partículas energéticas, algumas das quais atingem a Terra. A densidade e a energia desse fluxo formam a base das condições espaciais, que pode interferir na operação de satélites e outras espaçonaves. Uma questão chave não resolvida nesse campo de pesquisa é a frequência com que o Sol emite rajadas de partículas energéticas fortes o suficiente para desativar ou destruir a eletrônicos no espaço.

Um caminho promissor para determinar a taxa de tais eventos é o registro dendrocronológico. Essa abordagem se baseia no processo pelo qual uma partícula energética solar (SEP) atinge a atmosfera, causando uma reação em cadeia que resulta na produção de um átomo de carbono-14. Posteriormente, esse átomo pode ser incorporado à estrutura de uma árvore; assim, a concentração de átomos de carbono-14 em um anel de árvore pode indicar a taxa de impacto dos SEPs em um determinado ano.

Anéis de árvore e os ciclos extremos

Até o momento, três eventos de produção SEP extrema estão bem descritos na literatura, ocorrendo aproximadamente nos anos 660 aC, 774-775 CE e 992-993 CE. Cada evento foi aproximadamente uma ordem de magnitude mais forte do que qualquer outro medido na era da exploração espacial. Miyake et al. descreveram um evento que ocorreu entre 5411 AEC (Antes da Era Comum) e 5410 AEC. Por causa dessa explosão, o carbono-14 atmosférico aumentou 0,6% ano após ano no Hemisfério Norte e foi sustentado por vários anos antes de cair para níveis típicos.

Os autores deduziram a presença desse evento usando amostras coletadas de árvores em três locais amplamente dispersos: um pinheiro bristlecone na Califórnia, um pinheiro escocês na Finlândia e um larício europeu na Suíça. Cada amostra teve seus anéis de árvore individuais separados, e o material de cada anel foi submetido à espectrometria de massa do acelerador para determinar seu conteúdo de carbono-14.

Usando métodos estatísticos, os pesquisadores identificaram um padrão de pequenas flutuações de carbono-14 consistente com o ciclo solar de 11 anos do Sol; o evento registrado no anel da árvore ocorreu durante um período de máximo solar. Notavelmente, outras evidências sugerem que o Sol também estava passando por um período de décadas de atividade crescente.

Usando métodos estatísticos, os pesquisadores identificaram um padrão de pequenas flutuações de carbono-14 consistente com o ciclo solar de 11 anos do Sol; o evento registrado no anel da árvore ocorreu durante um período de máximo solar. Notavelmente, outras evidências sugerem que o Sol também estava passando por um período de décadas de atividade crescente.

Se uma explosão extrema do SEP é de fato a causa do carbono-14 adicional, então essas observações podem ajudar na previsão de eventos futuros. No entanto, medições de anéis de árvores não podem descartar outras causas extraterrestres, como uma explosão de supernova próxima. A confirmação exigirá medições isotópicas de berílio e cloro retiradas de amostras de gelo, de acordo com os autores.