Solstormsanalys utförd av en armé av medborgarforskare har hjälpt forskare att ta fram ett nytt och mer exakt sätt att förutsäga när jorden kommer att drabbas av skadligt rymdväder. Forskare vid University of Reading lade till analyser utförda av allmänheten till datorn modeller designade för att förutsäga när coronal mass ejections (CME) – enorma solutbrott som är skadliga för satelliter och astronauter – kommer att anlända till jorden.

Teamet fann att prognoserna var 20 % mer exakta, och osäkerheten minskade med 15 %, när information om storleken och formen på CME:erna införlivas i volontäranalysen. Uppgifterna fångades in av tusentals medlemmar av allmänheten under den senaste aktiviteten i Solar Stormwatch medborgarvetenskapsprojekt, som utarbetades av Reading-forskare och har funnits sedan 2010.

Resultaten stöder inkluderingen av CME-bildkameror med bred fält ombord på rymdväderövervakningsuppdrag som för närvarande planeras av byråer som NASA och ESA.

Dr Luke Barnard, rymdväderforskare vid University of Readings institution för meteorologi, som ledde studien, sa:"CMEs är korvformade klumpar som består av miljarder ton magnetiserad plasma som bryter ut från solens atmosfär med en miljon miles i timmen. De kan skada satelliter, överbelasta elnät och utsätta astronauter för skadlig strålning.

"Att förutsäga när de är på kollisionskurs med jorden är därför extremt viktigt, men försvåras av det faktum att hastigheten och riktningen för CME varierar mycket och påverkas av solvinden, och de ändrar ständigt form när de färdas genom rymden.

"Solstormsprognoser är för närvarande baserade på observationer av CME så snart de lämnar solens yta, vilket innebär att de kommer med en stor grad av osäkerhet. Volontärdata erbjöd ett andra stadium av observationer vid en tidpunkt då CME var mer etablerad, vilket gav en bättre uppfattning om dess form och bana.

"Värdet av ytterligare CME-observationer visar hur användbart det skulle vara att inkludera kameror ombord på rymdfarkoster i framtida rymdväderövervakningsuppdrag. Mer exakta förutsägelser kan hjälpa till att förhindra katastrofala skador på vår infrastruktur och kan till och med rädda liv."

I studien, publiceras i AGU avancerar , forskarna använde en helt ny solvindsmodell, utvecklad av Reading medförfattare professor Mathew Owens, för första gången för att skapa CME-prognoser.

Den förenklade modellen kan köra upp till 200 simuleringar – jämfört med cirka 20 som för närvarande används av mer komplexa modeller – för att ge förbättrade uppskattningar av solvindens hastighet och dess inverkan på rörelsen hos CME, den mest skadliga kan nå jorden på 15-18 timmar.

Att lägga till de offentliga CME-observationerna till modellens förutsägelser bidrog till att ge en tydligare bild av den troliga väg CME skulle ta genom rymden, minska osäkerheten i prognosen. Den nya metoden skulle även kunna tillämpas på andra solvindsmodeller.

Solar Stormwatch-projektet leddes av Reading medförfattare professor Chris Scott. Den bad volontärer att spåra konturerna av tusentals tidigare CMEs fångade av Heliospheric Imagers-specialist, vidvinkelkameror – ombord på två NASA STEREO-rymdfarkoster, som kretsar runt solen och övervakar utrymmet mellan den och jorden.

Forskarna tillämpade retrospektivt sin nya prognosmetod på samma CME som volontärerna hade analyserat för att testa hur mycket mer exakta deras prognoser var med de ytterligare observationerna.

Att använda den nya metoden för framtida solstormsprognoser skulle kräva snabb realtidsanalys av bilderna som tagits av rymdfarkostkameran, vilket skulle ge en varning om att en CME är på kurs mot jorden flera timmar eller till och med dagar innan dess ankomst.