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太阳是一个圆圆的魔术师，靠着它神奇的魔术，化育出地球上的万物；可它要是玩出一种“喷火”的魔术来，那可又实在让我们心惊肉跳。
袭击中世纪天空的射线暴
让我们先来读一段来自13世纪一位英格兰编年史家的文字：“太阳落山后，天空中出现了异常可怕的景象，闪耀着一片火光，火光像蛇一样在天空中蜿蜒游动；人们以为是世界末日到了……”
这段文字描述的是公元775年的某一天夜晚，在英国上空看到的奇怪的自然景观。
不过，尽管当时的人们以为世界末日到了，可到头来却是虚惊一场，既没有大规模的物种灭绝，也没有发生什么地质灾难，对当时的人的生活几乎毫无影响。之后更没在天空中留下任何痕迹。要不是日本名古屋大学的三宅芙沙重新提及，我们也许全然不知有这回事。
三宅芙沙及其同事多年来一直致力于搜寻古代大规模射线暴留下的痕迹。具体地说，就是调查大气中碳-14在古代各个年份的含量变化。碳-14是碳的一种同位素，一般只有当高能粒子轰击地球大气的时候才会产生。碳-14具有放射性，产生之后缓慢衰变。由于地球大气无时无刻不在遭受高能粒子的轰击，也就是说，无时无刻不在制造碳-14，制造和衰变的量基本相当，所以大气中的碳-14含量可以长期保持稳定。但如果什么年份高能射线特别强，即我们所说的遭遇射线暴，那么大气中碳-14的含量就会陡增。
当然，古代大气中碳-14的含量是不可能通过观测今天的大气得来的，所幸，古代的记录保存在古树的年轮中。我们知道，树木生长要从空气中吸收二氧化碳。不论二氧化碳中的碳是普通的碳-12，还是碳-14，植物都一视同仁。而且，在较为寒冷的地带，树木一年中只有几个月的生长期，形成所谓的年轮。这样，在每一个年轮里，都保留了该年份大气中碳-14含量的记录。
三宅和他的同事在两棵高龄日本雪松的年轮中测出，碳-14的含量在公元775年有一个惊人的增强。由此他们推测，那时地球曾遭遇过一场强度极大的射线暴，从其规模来看，这次射线暴影响地球大气的组成长达千年之久。
元凶原来就是这位“魔术师”
随后，一位芬兰物理学家测量了生长在德国美因河畔的古老橡树，证实了三宅的猜测。他甚至还在《盎格鲁-撒克逊编年史》找到了古人对这一事件的描述，即我们在前一节开头引用的文字。这位物理学家相信，书中所描述的“像蛇一样在天空中蜿蜒游动”的火光，其实就是高能粒子轰击大气时的放电现象，即我们现在所说的极光，因为夜晚在天空中移动的极光的确很像蛇。古代英国人从没听说过极光，更没亲眼见过，所以就以为世界末日到了。
公元775年的欧洲，还处于中世纪。虽然中世纪的世界看上去未受波及，但事情要是发生在今日，我们就不会这么幸运。我们这个严重依赖技术的社会，会被这一事件彻底摧毁：卫星烧毁，通讯和电力供应会中断数年。
考虑到此类事件今后可能还会发生，所以，确定这一射线暴的源头，就成了我们今天的当务之急。
三宅的小组计算了产生这一碳-14含量所需的高能粒子束流强度。估算出的能量极为巨大，事实上，唯有超新星爆发才能产生这么强的射线。但问题是，在那个时间段上，似乎并没有一颗已知的距离地球足够近的超新星爆发。
还有人猜测射线暴是由两颗白矮星、中子星或者黑洞合并引发的伽马射线暴。
但其他人却把怀疑的目光投在了太阳身上。这个“圆圆的魔术师”，现在显得多么安分老实，但在一千多年前，会不会有过一次不老实的举动，譬如说有过一次规模相当大的耀斑活动？
但太阳耀斑的能量和三宅的估算有着没法调和的矛盾，三宅估算的能量比太阳耀斑的能量至少大了1000倍。
另一位美国科学家也怀疑太阳是元凶。他认为，三宅的计算可能有问题。在计算产生地球上射线暴所需的太阳耀斑能量时，三宅假设这些粒子是沿着各个方向以相同的流量被发射出去的。但事实正相反，太阳在耀斑活动时喷射出的粒子具有很好的方向性，就像地面上的喷泉一样，只朝特定的方向喷射。
经过这一修正，所需的能量就减小到之前估算的1%。而这点能量输出，太阳耀斑一次大规模的爆发是可以胜任的。
彗星扑日抑或……
如果元凶真是太阳耀斑，即使它的能量只及原先估算的1%，你也不要小觑。与19世纪天文学家记录下的迄今最强的太阳耀斑活动相比，它至少要大20倍；比20世纪观测到的最强太阳耀斑，更是大了100倍。
至于太阳能否产生这样的超级耀斑，以色列天文学家戴维·埃奇勒认为可以，不过“要得到一些小小的帮助才行”。他提出，一颗彗星撞上太阳，由此导致的爆发可提供所需的能量。
在太阳的一生中，一直会有彗星撞向太阳。它们被称为掠日彗星，其中一些会到达太阳的表面，但大多数在一定距离时就会发生爆炸。然而，它们实在太小了，解体释放的能量难以察觉。埃奇勒估计，要引发超级耀斑，需要海尔-波普大小的彗星。海尔-波普彗星直径估计在40～80千米。
其他人则认为，太阳自身完全有能力形成超级耀斑。2012年，一位日本科学家分析了开普勒空间望远镜120天的观测数据，发现它所观测到的8.3万颗类太阳恒星中，有148颗产生了总共365个超级耀斑。
虽然这意味着，只有0.2%的类太阳恒星上会出现超级耀斑，但可怕的是，这些耀斑中有的要比公元775年的事件剧烈得多。其中一些估计是公元775年耀斑的1000倍。以这样的强度，若有一个出现在太阳上，那受到威胁的将不单是我们的设备；这些射线会破坏地球臭氧层，使得紫外线可以长驱直入，由此引发大规模的生物灭绝。
好消息是，真正巨型的超级耀斑，只出现在拥有超大黑子的恒星上。这些恒星黑子远大于我们所见的太阳黑子，它们是强磁场区，也是耀斑的源头。
无论如何，科学家目前正在搜寻更多的太阳超级耀斑爆发事件。三宅发现，在公元992年曾出现过第2个类似事件，不过这次强度只有公元775年耀斑的一半。据估计在过去的1万年中，公元775年的那一次太阳耀斑是最强的。
现在你看到了吧，太阳这个“圆圆的魔术师”，要是耍起“喷火”的魔术来，可真不是闹着玩的。为了更好地了解太阳超级耀斑爆发的概率，我们需要调查过去更长岁月的情况。目前，科学家的调查对象已经从树木年轮转向了“阿波罗”号带回的月球岩石。这些岩石暴露在月面上，会像海绵一样吸入46亿年来月球史上太阳耀斑历次爆发所发出的全部高能粒子，它们将会为我们提供一份相当完整的太阳耀斑活动的记录。
袭击中世纪天空的射线暴
让我们先来读一段来自13世纪一位英格兰编年史家的文字：“太阳落山后，天空中出现了异常可怕的景象，闪耀着一片火光，火光像蛇一样在天空中蜿蜒游动；人们以为是世界末日到了……”
这段文字描述的是公元775年的某一天夜晚，在英国上空看到的奇怪的自然景观。
不过，尽管当时的人们以为世界末日到了，可到头来却是虚惊一场，既没有大规模的物种灭绝，也没有发生什么地质灾难，对当时的人的生活几乎毫无影响。之后更没在天空中留下任何痕迹。要不是日本名古屋大学的三宅芙沙重新提及，我们也许全然不知有这回事。
三宅芙沙及其同事多年来一直致力于搜寻古代大规模射线暴留下的痕迹。具体地说，就是调查大气中碳-14在古代各个年份的含量变化。碳-14是碳的一种同位素，一般只有当高能粒子轰击地球大气的时候才会产生。碳-14具有放射性，产生之后缓慢衰变。由于地球大气无时无刻不在遭受高能粒子的轰击，也就是说，无时无刻不在制造碳-14，制造和衰变的量基本相当，所以大气中的碳-14含量可以长期保持稳定。但如果什么年份高能射线特别强，即我们所说的遭遇射线暴，那么大气中碳-14的含量就会陡增。
当然，古代大气中碳-14的含量是不可能通过观测今天的大气得来的，所幸，古代的记录保存在古树的年轮中。我们知道，树木生长要从空气中吸收二氧化碳。不论二氧化碳中的碳是普通的碳-12，还是碳-14，植物都一视同仁。而且，在较为寒冷的地带，树木一年中只有几个月的生长期，形成所谓的年轮。这样，在每一个年轮里，都保留了该年份大气中碳-14含量的记录。
三宅和他的同事在两棵高龄日本雪松的年轮中测出，碳-14的含量在公元775年有一个惊人的增强。由此他们推测，那时地球曾遭遇过一场强度极大的射线暴，从其规模来看，这次射线暴影响地球大气的组成长达千年之久。
元凶原来就是这位“魔术师”
随后，一位芬兰物理学家测量了生长在德国美因河畔的古老橡树，证实了三宅的猜测。他甚至还在《盎格鲁-撒克逊编年史》找到了古人对这一事件的描述，即我们在前一节开头引用的文字。这位物理学家相信，书中所描述的“像蛇一样在天空中蜿蜒游动”的火光，其实就是高能粒子轰击大气时的放电现象，即我们现在所说的极光，因为夜晚在天空中移动的极光的确很像蛇。古代英国人从没听说过极光，更没亲眼见过，所以就以为世界末日到了。
公元775年的欧洲，还处于中世纪。虽然中世纪的世界看上去未受波及，但事情要是发生在今日，我们就不会这么幸运。我们这个严重依赖技术的社会，会被这一事件彻底摧毁：卫星烧毁，通讯和电力供应会中断数年。
考虑到此类事件今后可能还会发生，所以，确定这一射线暴的源头，就成了我们今天的当务之急。
三宅的小组计算了产生这一碳-14含量所需的高能粒子束流强度。估算出的能量极为巨大，事实上，唯有超新星爆发才能产生这么强的射线。但问题是，在那个时间段上，似乎并没有一颗已知的距离地球足够近的超新星爆发。
还有人猜测射线暴是由两颗白矮星、中子星或者黑洞合并引发的伽马射线暴。
但其他人却把怀疑的目光投在了太阳身上。这个“圆圆的魔术师”，现在显得多么安分老实，但在一千多年前，会不会有过一次不老实的举动，譬如说有过一次规模相当大的耀斑活动？
但太阳耀斑的能量和三宅的估算有着没法调和的矛盾，三宅估算的能量比太阳耀斑的能量至少大了1000倍。
另一位美国科学家也怀疑太阳是元凶。他认为，三宅的计算可能有问题。在计算产生地球上射线暴所需的太阳耀斑能量时，三宅假设这些粒子是沿着各个方向以相同的流量被发射出去的。但事实正相反，太阳在耀斑活动时喷射出的粒子具有很好的方向性，就像地面上的喷泉一样，只朝特定的方向喷射。
经过这一修正，所需的能量就减小到之前估算的1%。而这点能量输出，太阳耀斑一次大规模的爆发是可以胜任的。
彗星扑日抑或……
如果元凶真是太阳耀斑，即使它的能量只及原先估算的1%，你也不要小觑。与19世纪天文学家记录下的迄今最强的太阳耀斑活动相比，它至少要大20倍；比20世纪观测到的最强太阳耀斑，更是大了100倍。
至于太阳能否产生这样的超级耀斑，以色列天文学家戴维·埃奇勒认为可以，不过“要得到一些小小的帮助才行”。他提出，一颗彗星撞上太阳，由此导致的爆发可提供所需的能量。
在太阳的一生中，一直会有彗星撞向太阳。它们被称为掠日彗星，其中一些会到达太阳的表面，但大多数在一定距离时就会发生爆炸。然而，它们实在太小了，解体释放的能量难以察觉。埃奇勒估计，要引发超级耀斑，需要海尔-波普大小的彗星。海尔-波普彗星直径估计在40～80千米。
其他人则认为，太阳自身完全有能力形成超级耀斑。2012年，一位日本科学家分析了开普勒空间望远镜120天的观测数据，发现它所观测到的8.3万颗类太阳恒星中，有148颗产生了总共365个超级耀斑。
虽然这意味着，只有0.2%的类太阳恒星上会出现超级耀斑，但可怕的是，这些耀斑中有的要比公元775年的事件剧烈得多。其中一些估计是公元775年耀斑的1000倍。以这样的强度，若有一个出现在太阳上，那受到威胁的将不单是我们的设备；这些射线会破坏地球臭氧层，使得紫外线可以长驱直入，由此引发大规模的生物灭绝。
好消息是，真正巨型的超级耀斑，只出现在拥有超大黑子的恒星上。这些恒星黑子远大于我们所见的太阳黑子，它们是强磁场区，也是耀斑的源头。
无论如何，科学家目前正在搜寻更多的太阳超级耀斑爆发事件。三宅发现，在公元992年曾出现过第2个类似事件，不过这次强度只有公元775年耀斑的一半。据估计在过去的1万年中，公元775年的那一次太阳耀斑是最强的。
现在你看到了吧，太阳这个“圆圆的魔术师”，要是耍起“喷火”的魔术来，可真不是闹着玩的。为了更好地了解太阳超级耀斑爆发的概率，我们需要调查过去更长岁月的情况。目前，科学家的调查对象已经从树木年轮转向了“阿波罗”号带回的月球岩石。这些岩石暴露在月面上，会像海绵一样吸入46亿年来月球史上太阳耀斑历次爆发所发出的全部高能粒子，它们将会为我们提供一份相当完整的太阳耀斑活动的记录。