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1204年冬天,日本京都的夜空连续三晚亮起红白相间的光带,从北方一直延伸到东北方

1204年冬天,日本京都的夜空连续三晚亮起红白相间的光带,从北方一直延伸到东北方向。一位名叫藤原定家的贵族把这一幕记进了他的日记《明月记》。八百多年后,一位物理学家翻开这本日记,开始了一场跨越时间的追踪。

冲绳科学技术大学院大学的物理学家宫原 ひろ子想搞清楚,当年究竟是什么样的太阳活动,才能在京都制造出连续三夜的极光。极光本身不稀奇,但连续三天的极光极为罕见,通常意味着太阳正在经历一场剧烈的爆发。

问题是,800年前没有卫星,没有射电望远镜,怎么回溯当时太阳的状态?宫原 ひろ子的办法是去问树。

太阳剧烈活动时,会朝地球抛出大量高能粒子。这些粒子撞进大气层,引发一连串核反应,生成一种特殊的碳原子,碳-14。树木通过光合作用吸收空气中的碳,碳-14也跟着被锁进年轮里。每棵树都是一台默默运转的太阳活动记录仪。

但这台记录仪有个缺点:只有特别猛烈的太阳风暴才能留下明显的碳-14峰值,小一些的事件很容易淹没在背景噪声里,逐年测量的工作量又极大。所以宫原 ひろ子需要古人的文字记录来缩小搜索范围:先从诗文日记里找到极光出现的年份,再有的放矢地去测那几圈年轮。

她和同事搜遍了亚洲和欧洲的中世纪文献,锁定了公元1196年到1211年这段时间。然后,意外出现了。

1204年那场让藤原定家惊叹不已的三夜极光,在树木年轮里居然毫无痕迹,碳-14数据平平无奇。真正的碳-14暴涨出现在公元1200年到1201年之间,比三夜极光早了几年。中国和朝鲜半岛的史料里恰好也记录了那段时间的极光和太阳黑子。

最轰动的目击,并不一定对应最强的爆发。最强的爆发,可能藏在几条不那么显眼的史料里。

研究团队算了一笔账:这次碳-14跳跃对应的太阳风暴,强度大约是1956年2月23日那场风暴的14倍。1956年那场已经是现代仪器记录到的最强太阳风暴了。宫原 ひろ子说,如果公元1200年那种级别的风暴发生在今天,会给我们带来大麻烦。这种强度的太阳风暴足以影响卫星、通信系统和电网。

这项发表在《日本学士院纪要B辑》上的研究还揭示了一个意外:13世纪的太阳活动周期明显比现在短。我们今天观测到的太阳周期大约是11年,太阳从安静到狂躁再到安静,一个轮回约11年。但宫原 ひろ子团队发现,13世纪的周期只有7到8年。公元1200年那场超级风暴恰好发生在一个短周期的活动峰值期,这倒不算意外,太阳最躁的时候爆发大风暴,合情合理。

真正让人意外的是文献里的另一批记录:在太阳活动的低谷期,居然也有不少异常极光的描述。藤原定家在1204年看到的那场三夜极光,很可能就属于这一类,发生在太阳本该安静的时候,强度不足以在年轮里留下碳-14印记,却足以让京都的夜空亮起来。

古人的笔墨和古树的年轮合力完成了一场跨时空的接力。它们告诉我们,即使在太阳看起来最老实的时候,人类也不该掉以轻心。那些八百年前被诗人赞叹的奇观,换个时代,可能就是摧毁数字文明的闪电。

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图为日本北海道枝幸上空的红色极光。中世纪文献记录了极光等太阳现象,研究人员将其与年轮中的证据相互印证,从而了解太阳活动周期,图源:Tomohiro M. Nakayama (CC BY-NC)

信源:Jacek Krywko. "Medieval poets wrote about auroras. Their work is providing clues to the solar cycle." Scientific American, 10 Apr. 2026.