Vår sol är en kaotisk plats, puttrar av magnetisk energi och hela tiden spyr ut partiklar. Ibland släpper solen ut solflammor och koronala massutkast – enorma utbrott av laddade partiklar – som bidrar till rymdvädret och kan störa satelliter och telekommunikationer på jorden. Även om det länge har varit svårt att förutse sådana händelser, ny forskning har avslöjat en mekanism som kan hjälpa till att förutse dessa explosioner.

Forskningen finner ett fenomen som liknar ett vanligt vädersystem som vi sett på vår egen planet. Vädret på jorden reagerar på inverkan av jetströmmar, som blåser luft i trånga strömmar runt om i världen. Dessa atmosfäriska strömmar är en typ av Rossby-våg, rörelser som drivs av planetens rotation. Genom att använda omfattande avbildning av hela solen med data från NASA heliophysics Solar Terrestrial Relations Observatory—STEREO—och Solar Dynamics Observatory—SDO—har forskare nu hittat bevis på Rossby-vågor på solen.

Resultaten, publicerad i en ny artikel i Natur astronomi kan möjliggöra långsiktiga rymdväderprognoser, vilket bidrar till att bättre skydda satelliter och bemannade uppdrag som är sårbara för högenergipartiklar som frigörs från solaktivitet.

"Det är inte en stor överraskning att dessa saker finns på solen. Den coola delen är vad de gör, " sa huvudförfattaren Scott McIntosh, chef för High Altitude Observatory vid National Center for Atmospheric Research i Boulder, Colorado. "Precis som jetströmmen och golfströmmen på jorden, dessa killar på solen kör väder — rymdväder."

För närvarande, vi kan förutsäga kortsiktiga effekter efter att en solflod har brutit ut, men inte utseendet på själva blossen. Att förstå solenergins Rossby-vågor och den inre processen som driver dem, kan möjliggöra förutsägelser om när solflammorna kan inträffa – ett ovärderligt verktyg för framtida interplanetära bemannade uppdrag som kommer att flyga genom regioner oskyddade från de skadliga energipartiklar som flammor kan släppa ut.

Forskarna spårade koronala ljuspunkter - små, lysande egenskaper som kan observeras på solen, direkt kopplad till magnetisk aktivitet under ytan – med hjälp av data från 2010 till 2013 med NASA:s heliofysikflotta av rymdobservatorier.

"Huvudsaken är att vi kunde observera Rossby-vågor på grund av STEREO A och STEREO B, i samband med SDO, vilket gjorde att vi kunde få en fullständig bild av hela solen, " sa medförfattaren William Cramer, en doktorand vid Yale University i New Haven, Connecticut.

STEREO-uppdraget använde två nästan identiska observatorier i omloppsbana framför och bakom jorden, STEREO A och STEREO B, för att få en fullständig 360-graders utsikt över solen.

"Dessa uppdrag gjorde det möjligt för forskarna att se hela solen i över tre år, något som inte skulle vara möjligt utan STEREO-uppdraget, sa Terry Kuchera, STEREO-projektforskare vid NASA:s Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland. I oktober 2014 efter åtta år i omloppsbana, STEREO B förlorade kontakten med markoperationer, men multi-point view STEREO erbjuder är fortfarande ovärderlig. "Att ha mer än en utsiktsplats för att titta på solen har många användningsområden, och även med bara STEREO A och SDO kan vi förstå hur händelser, som koronala massutkastningar, röra sig genom solsystemet bättre än vi kan med bara ett öga på solen."

Resultaten visar tydligt tåg av ljuspunkter som sakta cirkulerar runt solen som reser västerut, avslöjar de magnetiserade Rossby-vågorna som flödar under ytan. Forskarna fann också att ljuspunkterna kastar ljus över solcykeln - solens 22-åriga aktivitetscykel, drivs av den konstanta rörelsen av magnetiskt material inuti solen. Ljuspunkterna kan fungera som en ledtråd, kopplar samman hur solcykeln leder till ökat antal solfläckar vart elfte år.

"Dessa vågor kopplar aktivitet som sker på omedelbara tidsskalor med saker som händer på decadal och längre tidsskalor, " sa McIntosh. "Vad detta pekar på, är det något som vid första anblicken kan verka slumpmässigt, som bloss och koronala massutkastningar, styrs förmodligen på någon nivå av den process som driver vågen."

När markbaserade satelliter först användes för att observera jetströmmen på jorden, det möjliggjorde enorma framsteg i förutsägande väderprognoser. Dessa resultat visar att sådana prognoser även kan vara möjliga med observationer av hela solen samtidigt.