Tio rymdskepp, från ESA:s Venus Express till NASA:s Voyager-2, kände effekten av ett solutbrott när det sköljde genom solsystemet medan tre andra satelliter tittade på, ger ett unikt perspektiv på denna rymdväderhändelse.

Forskare som arbetade på ESA:s Mars Express såg fram emot att undersöka effekterna av det nära mötet med Comet Siding Spring på den röda planetens atmosfär den 19 oktober 2014, men istället hittade de vad som visade sig vara avtrycket av en solhändelse.

Även om detta gjorde analysen av eventuella kometrelaterade effekter mycket mer komplex än väntat, det utlöste ett av de största samarbetsförsöken för att spåra resan av en interplanetär "koronal massutstötning" - en CME - från solen till de yttersta delarna av det yttre solsystemet.

Även om jorden själv inte var i skottlinjen, ett antal solskådningssatelliter nära jorden – ESA:s Proba-2, ESA/NASA SOHO och NASA:s Solar Dynamics Observatory – hade sett ett kraftfullt solutbrott några dagar tidigare, den 14 oktober.

NASA:s Stereo-A tog inte bara bilder av den andra sidan av solen med avseende på jorden, men samlade också in information på plats när CME rusade passerade.

Tack vare de slumpmässiga platserna för andra satelliter som ligger i CME:s färdriktning, otvetydiga upptäckter gjordes av tre Mars-banor – ESA:s Mars Express, NASA:s Maven och Mars Odyssey – och NASA:s Curiosity Rover som opererar på den röda planetens yta, ESA:s Rosetta vid Comet 67P/Churyumov–Gerasimenko, och det internationella Cassini-uppdraget vid Saturnus.

Ledtrådar hittades till och med så långt ut som NASA:s New Horizons, som närmade sig Pluto vid den tiden, och vidare till Voyager-2. Dock, på dessa stora avstånd är det möjligt att bevis för detta specifika utbrott kan ha smält samman med bakgrundssolvinden.

"CME-hastigheter med avstånd från solen är inte väl förstått, särskilt i det yttre solsystemet, " säger ESA:s Olivier Witasse, som ledde studien.

"Tack vare de exakta tidpunkterna för många in situ-mätningar, vi kan bättre förstå processen, och mata tillbaka våra resultat till modeller."

Mätningarna ger en indikation på hastigheten och färdriktningen för CME, som breder ut sig över en vinkel på minst 116º för att nå Venus Express och Stereo-A på den östra flanken, och rymdfarkosten vid Mars och kometen 67P Churyumov–Gerasimenko på västra flanken.

Från ett initialt maximum på cirka 1000 km/s uppskattat vid solen, ett kraftigt fall till 647 km/s uppmättes av Mars Express tre dagar senare, sjunker ytterligare till 550 km/s vid Rosetta efter fem dagar. Detta följdes av en mer gradvis minskning till 450–500 km/s på avståndet från Saturnus en månad sedan händelsen.

Uppgifterna avslöjade också utvecklingen av CME:s magnetiska struktur, med effekterna av rymdfarkoster i flera dagar, ger användbara insikter om rymdvädereffekter på olika planetkroppar. Signaturerna på de olika rymdfarkosterna inkluderade vanligtvis en första chock, en förstärkning av magnetfältet, och ökar i solvindens hastighet.

I fallet med ESA:s Venus Express, dess vetenskapspaket var inte påslaget eftersom Venus var "bakom" solen sett från jorden, begränsa kommunikationsmöjligheterna.

En svag indikation drogs slutsatsen från att dess stjärnspårare var överväldigad av strålning vid den förväntade tiden för passage.

Vidare, flera farkoster som bär strålningsmonitorer – Curiosity, Mars Odyssey, Rosetta och Cassini – avslöjade en intressant och välkänd effekt:en plötslig minskning av galaktiska kosmiska strålar. När en CME går förbi, det fungerar som en skyddande bubbla, tillfälligt sopar undan de kosmiska strålarna och delvis skyddar planeten eller rymdfarkosten.

En nedgång på cirka 20 procent i kosmisk strålning observerades på Mars – en av de djupaste som registrerats på den röda planeten – och den kvarstod i cirka 35 timmar. Hos Rosetta sågs en minskning på 17 procent som varade i 60 timmar, medan minskningen vid Saturnus var något lägre och varade i cirka fyra dagar. Ökningen av varaktigheten av den kosmiska strålens depression motsvarar en avmattning av CME och den bredare region över vilken den spreds på större avstånd.

"Jämförelsen av minskningen av galaktisk kosmisk strålning på tre vitt åtskilda platser på grund av samma CME är ganska ny, ", säger Olivier. "Medan observationer av CME med flera rymdfarkoster har gjorts tidigare, det är ovanligt att omständigheterna är sådana att de inkluderar så många spridda över det inre och yttre solsystemet som detta.

"Till sist, kommer tillbaka till vår ursprungliga avsedda observation av passagen av Comet Siding Spring på Mars, resultaten visar vikten av att ha ett rymdväderkontext för att förstå hur dessa solhändelser kan påverka eller till och med maskera kometens signatur i en planets atmosfär."

"Interplanetär koronal massutkastning observerad vid Stereo-A, Mars, komet 67P/Churyumov–Gerasimenko, Saturnus och New Horizons på väg till Pluto. Jämförelse av dess Forbush minskar vid 1,4, 3,1 och 9,9 AU, " av O. Witasse et al. publiceras i Journal of Geophysical Research:Space Physics , en tidskrift från American Geophysical Union.