Den 23 juli 2012, mänskligheten undkom teknisk och ekonomisk katastrof. Ett diffust moln av magnetiserad plasma i form av en slinky leksak tiotusentals kilometer tvärs över slungades från solen med en hastighet av hundratals kilometer per sekund.

Denna coronal mass ejection (CME) missade precis jorden eftersom dess ursprung på solen var vänd bort från vår planet vid den tiden. Hade den träffat jorden, satelliter kan ha inaktiverats, kraftnät runt om i världen slogs ut, GPS-system, självkörande bilar, och elektronik har fastnat, och järnvägsspår och rörledningar skadade. Kostnaden för den potentiella skadan har uppskattats till mellan 600 miljarder och 2,6 miljarder dollar bara i USA.

Även om CME så stora som evenemanget 2012 är sällsynta, mindre orsakar skada på jorden ungefär en gång vart tredje år. CME behöver mellan en och några dagar för att nå jorden, vilket ger oss lite tid att förbereda oss för den potentiella geomagnetiska stormen. Nuvarande ansträngningar för att begränsa eventuella skador inkluderar att styra satelliter ur vägen eller omdirigera strömbelastningen från elnät. Men många CMEs - kallade "stealth CMEs" eftersom de inte producerar några tydliga tecken nära solens yta - upptäcks inte förrän de når jorden.

Nu, ett team av forskare från International Space Science Institute (ISSI) från USA, Belgien, STORBRITANNIEN, och Indien visar hur man upptäcker potentiellt skadliga stealth-CME, spåra dem tillbaka till deras ursprungsområde på solen, extrapolera deras bana, och förutsäga om de kommer att träffa jorden. Resultaten publicerades nyligen i tidskriften Gränser inom astronomi och rymdvetenskap .

Visualisera det osynliga

"Stealth CME har alltid utgjort ett problem, eftersom de ofta har sitt ursprung på högre höjder i solens korona, i områden med svagare magnetfält. Detta innebär att till skillnad från vanliga CMEs - som vanligtvis syns tydligt på solen som nedtoning eller ljusning - är stealth CMEs vanligtvis bara synliga på enheter som kallas coronagraphs som är utformade för att avslöja korona, " sa motsvarande författare Dr. Erika Palmerio, en forskare vid Space Sciences Laboratory vid University of California i Berkeley.

"Om du ser en CME på en koronagraf, du vet inte var på solen det kom ifrån, så du kan inte förutsäga dess bana och kommer inte att veta om den kommer att träffa jorden förrän för sent."

Palmerio fortsatte:"Men här visar vi att många smyg-CME faktiskt kan upptäckas i tid om nuvarande analysmetoder för fjärranalys anpassas. Enkelt uttryckt, vi jämförde "vanliga" fjärranalysbilder av solen med samma bild som tagits mellan åtta och 12 timmar tidigare, för att fånga mycket långsamma förändringar i den nedre korona, upp till 350, 000 km från solens yta. I många fall, dessa "skillnadsbilder" avslöjade små, tidigare förbisett förändringar i slingorna av magnetfält och plasma som slungas från solen. Vi zoomar sedan in på dessa med en annan uppsättning bildtekniker för att ytterligare analysera stealth CME:s ungefärliga ursprung, och förutsäga om det är på väg mot jorden."

Stealth CME lämnar förbisedda tecken

Palmerio och medarbetare tittade på fyra stealth CMEs som inträffade mellan 2008 och 2016. Ovanligt för stealth CMEs, deras ursprung på solen var ungefär känt bara för att NASA:s dubbla STEREO-rymdfarkoster, lanserades 2006, hade råkat fånga dem "off-lem". Det betyder att den sågs utanför solens skiva från en annan vinkel än från jorden.

Med de nya bildteknikerna, författarna avslöjade tidigare oupptäckt, små nedtoningar och ljusningar på solen i ursprungsregionen för alla fyra stealth-CME:er. De drar slutsatsen att tekniken kan användas för tidig upptäckt av riskfyllda smyg-CME.

"Detta resultat är viktigt eftersom det visar oss vad vi ska leta efter om vi vill förutsäga effekten på jorden från solutbrott, sa Palmerio.

"En annan viktig aspekt av vår studie - att använda geometriska tekniker för att lokalisera en CME:s ungefärliga källregion och modellera dess 3D-struktur när den expanderar och rör sig mot jorden - kan bara implementeras när vi har mer dedikerade observatorier med olika perspektiv, som rymdfarkosten STEREO."

Författarna förutspår att den nya Europeiska rymdorganisationens Solar Orbiter, lanserades i februari 2020, hjälper till med detta, precis som liknande initiativ som för närvarande diskuteras av forskare världen över.

"Data från fler observatorier, analyserade med de tekniker som utvecklats i vår studie, skulle också kunna hjälpa till med en ännu svårare utmaning:nämligen att upptäcka så kallade "super stealth CMEs", som inte ens syns på koronagrafi, " sa medförfattaren Dr. Nariaki V Nitta, en senior forskare vid Lockheed Martin Solar and Astrophysics Laboratory i Palo Alto, USA.