太阳有很多节律，并经历着不同的活动周期。最著名的周期可能是：施瓦布周期（Schwabe cycle），其周期为11年。但是，时间尺度更长的周期又是怎样的呢？科学家又该如何理解它们呢？

　　事实证明，太阳在树的年轮中留下了一些隐藏的线索。

　　大约400年前，天文学家开始用他们新发明的望远镜观察太阳。他们注意到太阳黑子来来往往，并开始记录它们的出现和消散。但他们不知道这意味着什么。

　　这些观测让我们对太阳的活动有了很多了解。太阳黑子越多，太阳内部的活动也就越多。但也有其他持续时间更长的周期对地球和气候产生影响。400年的记录虽然在某些方面很棒，但并不能告诉我们更多关于长期周期的信息。

　　11年的施瓦布周期本身就是这些更长的周期的一部分。一组科学家想要重现400年前的施瓦布循环，以了解它是如何结合在一起的。为了做到这一点，他们必须找到太阳在树木体内留下的线索。这些线索以宇宙射线产生的放射性核素的形式存在。

　　一组来自苏黎世联邦理工学院离子束物理实验室的科学家正在做此研究。他们通过测量树木年轮中的放射性碳浓度，将施瓦布循环追溯到公元969年。他们在一篇名为《树木年轮中的放射性碳揭示了过去一千年的十一年太阳周期》的论文中发表了他们的研究结果。研究结果发表在《自然地球科学》杂志上。

　　树木的优点是它们以一年为周期生长。所以，每年当它们长出另一个环时，这就是那一年太阳产出的快照。把所有这些环拼在一起，就能准确地描绘出太阳活动的景象。在这项研究中，科学家们查阅了英国和瑞士的树木年轮档案。

　　上图：树木的明暗轮。最古老的环在中心，最新的在外面。

　　每个环中都含有微量的放射性碳，相当于1万亿个原子中碳14的一个原子。由于科学家们知道C14的半衰期约为5700年，他们可以计算出每个环形成时大气中C14原子的浓度。

　　更有趣的是：年轮中的放射性碳并非来自太阳。它来自太阳系外到达地球的宇宙射线。但太阳的磁场有助于阻止这些宇宙射线到达地球。太阳的磁场越强大，到达地球供树木生长使用的C14同位素就越少。因此，树木年轮中C14含量较低与太阳活动频繁相关。

　　但是，在年轮中测量这些微量的C14同位素并不容易，比较出每年的差异更不容易。科学家表示：“仅有的这种测量是在80年代和90年代采用的，但仅限于过去400年，而且使用了极其费劲的计数方法。”这种计数方法使用盖革计数器来测量每个同位素的衰变事件。那种方法既要花很多材料又要花很多时间。

　　研究小组提出了另一种方法：加速器质谱法。这种光谱法是在二十世纪中期发展起来的，特别适用于探测像C14这样的长寿命放射性同位素。

　　负责这些分析的研究人员解释说：“使用现代加速器质谱法，我们现在能够在几小时内测量出C14浓度，误差在0·1%以内，而树木年轮的样本要小一千倍。”

　　树木年轮样本含有两种类型的碳。与放射性C14同位素并列的是C12，是两种稳定碳同位素中最丰富的。加速器质谱仪在将这两种同位素送入磁场之前都会对其进行加速。由于碳的质量不同，磁场将一种类型的碳引向一个方向，而将另一种同位素引向另一个方向。然后对测量结果进行统计分析。

　　上图：加速器质谱仪的简单示意图。由于C13和C14的重量不同，所以C13和C14是分开的，可以测出C14。

　　最终，科学家团队重建了从969年到1933年太阳活动的全部记录。他们的重建证实了太阳长达11年的施瓦布周期，一直追溯到公元969年。研究还表明，在持续时间较长的太阳活动极小期间，该周期的幅度，即太阳活动起伏的程度，会变得更小。

　　他们的重建还证实了另一件事。在993年，有一次明显的太阳质子事件，在大气C14中产生了一个峰值。当太阳发射的质子加速到足以穿透地球磁场并在大气中造成电离时，这个事件就会发生。关于993事件一直存在争论，但这项研究证实了它的存在。

　　美国加州的玛士撒拉树已经有近5000年的历史了，它记录了其生命周期内的太阳活动。为了保护它，它的位置是秘密的，也没有它的照片。上图是另一棵狐尾松的照片。

　　这种类型的分析有可能让我们更多地了解太阳。在亚化石木材中有14000年前的树木年轮档案，这些木材仍然富含碳。研究人员希望用他们的方法测量树木中的C14浓度，这将帮助他们重现上一个冰河时代末期的太阳活动。