基于极光记录重建前望远镜时期和早期望远镜时期的太阳活动周期

《Scientific Reports》：Reconstruction of pretelescopic and early telescopic solar activity cycles from auroral records

　　

摘要

低纬度极光的历史记录本质上是对最大规模空间天气事件（SWEs）的采样不足记录。利用这些记录来识别个别太阳周期的能力受到两个因素的限制：一是事件发生率较低，二是空间天气事件发生率的太阳周期变化曲线并不紧密跟随太阳黑子数的变化。基于近期关于大型空间天气事件发生率的太阳周期依赖性的研究，我们在此构建了大量活动周期的蒙特卡罗模拟，以找出从稀疏记录中推断潜在太阳周期特征的最佳方法。我们发现，只要长期平均事件率（即导致低纬度极光观测的年度平均空间天气事件数）达到或超过约3，就有可能实现可靠的周期相位重建（超过90%的重建极小值对应于±2年内的实际极小值）。这一条件在早期现代活动期（EMAP）的大部分时间内都得到满足，EMAP是斯珀勒极小期和蒙德极小期之间持续约一个世纪的正常太阳活动时期。对于EMAP中太阳周期的编号，我们引入了"望远镜时代"的概念，其中Tn表示自1610年开始进行的第一个望远镜观测周期T0起的第n个周期。利用我们的最佳方法，我们重建了从T–5到T2（1560–1640年）的一系列8个太阳活动周期。从1540年开始的更早周期可以以稍低的可靠程度进行重建。将我们的结果与基于放射性核素的重建以及太阳黑子观测进行比较，我们发现总体上吻合良好，但蒙德极小期之前的最后一个周期除外。