Vår ständigt föränderliga sol bryter ibland ut med ljusskurar, solmaterial, eller ultrasnabba strömförsedda partiklar – kollektivt, dessa händelser bidrar till rymdvädret. I en studie publicerad 30 januari, 2017, i Rymdväder , forskare från NASA och National Center for Atmospheric Research, eller NCAR, i Boulder, Colorado, har visat att varningstecknen för en typ av rymdväderhändelse kan upptäckas tiotals minuter tidigare än med nuvarande prognostekniker - kritisk extra tid som kan hjälpa till att skydda astronauter i rymden.

Jordens magnetfält och atmosfär skyddar oss på marken från de flesta av rymdvädrets skadliga effekter, men astronauter i låg omloppsbana om jorden – eller till och med, en dag, i det interplanetära rymden – är mer utsatta för rymdväder, inklusive skurar av snabbrörliga partiklar som kallas solenergipartiklar, eller SEP.

"Robotiska rymdfarkoster är vanligtvis strålningshärdade för att skydda mot den här typen av händelser, " sa Chris St. Cyr, en rymdforskare vid NASA:s Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland, och huvudförfattare på studien. "Men människor är fortfarande mottagliga."

Så NASA vill hjälpa till att förbättra system som skulle förse framtida astronauter med förvarning för inkommande SEP. I den senaste tidningen, forskare visade att spårning av en tillhörande sorts solexplosion - snabbrörliga moln av magnetiskt solmaterial, kallas koronala massutstötningar – kan hjälpa.

Forskare observerar koronala massutkastningar med hjälp av en typ av instrument som kallas en coronagraph, där en solid skiva blockerar solens ljusa ansikte, avslöjar solens svaga atmosfär, kallas corona. Rymdbaserade koronagrafer används mer allmänt i rymdväderforskning på grund av deras breda solvyer som inte avbryts av molntäcke eller jordens rotation. Men markbaserade koronagrafer har sina egna fördelar - medan de bara kan observera solen på dagen under klart väder, de kan returnera data nästan omedelbart, och med en mycket högre tidsupplösning än satellitinstrument. Denna hastighet för dataretur kan göra en betydande skillnad, med tanke på att SEP:er kan röra sig med nästan ljusets hastighet - så deras totala restid kan vara mindre än en timme från det att de accelereras nära solen tills de når jorden.

"Med rymdbaserade koronagrafer, vi får tillbaka bilder var 20-30:e minut, " sa St. Cyr. "Du kommer att se CME i en ram, och när du får nästa bildruta – som innehåller informationen vi behöver för att berätta hur snabbt den rör sig – har de energirika partiklarna redan anlänt."

För denna studie, forskare arbetade baklänges för att se om de kunde använda en markbaserad koronagraf för att få den nyckelinformationen om CME:s hastighet tillräckligt snabbt för att förlänga varningstiden. De valde en SEP-händelse och gick sedan tillbaka för att kontrollera om uppgifterna var tillgängliga från en koronagraf som heter K-Cor, som är en del av NCARs High Altitude Observatory och ligger på toppen av vulkanen Mauna Loa på Hawaii. Deras sökning bekräftade att den nödvändiga informationen för att förutsäga ankomsten av de energirika partiklarna fanns tillgänglig cirka 45 minuter innan partiklarna anlände till jorden – tiotals minuter innan de lämnade solens inre atmosfär.

Nästa steg är att upprepa denna studie om och om igen - med hjälp av både arkiverade data och framtida observationer - för att se om de tidiga signaturerna av dessa energirika partiklar kan detekteras tillförlitligt i K-Cors bilder. Denna bekräftelse, tillsammans med planerade förbättringar som skulle sätta K-Cors bilder online ännu snabbare, skulle kunna göra det möjligt för denna teknik att bli ett verktyg i rymdväderprognoser, sådant som tillhandahålls för nationen av U.S. National Oceanic and Atmospheric Association.

"För närvarande, bearbetade bilder från K-Cor är tillgängliga på internet inom mindre än 15 minuter efter att de tagits, sa Joan Burkepile, en författare om studien baserad på NCAR och huvudforskare för K-Cor-instrumentet. "Vi installerar en kraftfullare dator vid observatoriet på Hawaii för att bearbeta bilderna sekunder efter att de har förvärvats och tillhandahålla data på internet inom en minut eller två efter förvärvet."