Kan solstormar slå ut det globala internet? Ja, men vi vet inte när eller hur det kan hända. Matematikern Dr Geoffrey Vasil har föreslagit en ny förståelse av solens konvektionszon för att hjälpa.

Forskare vid University of Sydney och i USA har löst ett långvarigt mysterium om solen som kan hjälpa astronomer att förutsäga rymdväder och hjälpa oss att förbereda oss för potentiellt förödande geomagnetiska stormar om de skulle träffa jorden.

Solens inre magnetfält är direkt ansvarigt för rymdvädret - strömmar av högenergipartiklar från solen som kan utlösas av solflammor, solfläckar eller koronala massutkast som producerar geomagnetiska stormar. Ändå är det oklart hur dessa händer och det har varit omöjligt att förutse när dessa händelser kommer att inträffa.

Nu, en ny studie ledd av Dr. Geoffrey Vasil från School of Mathematics &Statistics vid University of Sydney kan ge en stark teoretisk ram för att förbättra vår förståelse av solens interna magnetiska dynamo som hjälper till att driva rymdväder nära jorden.

Solen består av flera distinkta regioner. Konvektionszonen är en av de viktigaste - en 200, 000 kilometer djupt hav av superhett böljande, turbulent flytande plasma som tar upp de yttre 30 procenten av stjärnans diameter.

Befintlig solteori antyder att de största virvlarna och virvlarna tar upp konvektionszonen, föreställas som gigantiska cirkulära konvektionsceller.

Dock, dessa celler har aldrig hittats, ett långvarigt problem känt som "Convective Conundrum".

Dr. Vasil sa att det finns en anledning till detta. Istället för cirkulära celler, flödet bryts upp i höga snurrande cigarrformade kolonner "bara" 30, 000 kilometer tvärs över. Detta, han sa, orsakas av en mycket starkare påverkan av solens rotation än man tidigare trott.

"Du kan balansera en smal penna på spetsen om du snurrar den tillräckligt snabbt, sade Dr. Vasil, en expert på vätskedynamik. "Smala celler av solvätska som snurrar i konvektionszonen kan bete sig på liknande sätt."

Resultaten har publicerats i Proceedings of the National Academy of Sciences .

"Vi vet inte så mycket om solens insida, men det är oerhört viktigt om vi vill förstå solväder som direkt kan påverka jorden, " sa Dr. Vasil.

"Stark rotation är känd för att helt förändra egenskaperna hos magnetiska dynamos, som solen är en av."

Dr. Vasil och medarbetare professor Keith Julien från University of Colorado och Dr. Nicholas Featherstone vid Southwest Research Institute i Boulder, säg att denna förutspådda snabba rotation inuti solen undertrycker vad som annars skulle vara större flöden, skapa mer brokig dynamik för den yttre tredjedelen av soldjupet.

"Genom att korrekt redovisa rotation, vår nya modell av solen passar observerade data och kan dramatiskt förbättra vår förståelse av solens elektromagnetiska beteende, sade Dr. Vasil, vem som är huvudförfattare till studien.

I de mest extrema fallen, geomagnetiska solstormar kan överösa jorden med strålningspulser som kan steka vår sofistikerade globala elektronik- och kommunikationsinfrastruktur.

En enorm geomagnetisk storm av denna typ träffade jorden 1859, känd som Carrington Event, men detta var innan vårt globala beroende av elektronik. Det nya telegrafsystemet från Melbourne till New York påverkades.

"En liknande händelse idag kan förstöra global infrastruktur till ett värde av biljoner dollar och ta månader, om inte år, reparera, " sa Dr. Vasil.

Ett solkoronal massutkast i augusti 2012

En småskalig händelse 1989 orsakade massiva strömavbrott i Kanada i vad vissa från början trodde kunde ha varit en kärnvapenattack. År 2012 passerade en solstorm liknande Carrington Event förbi jorden utan att påverka, missar vår bana runt solen med bara nio dagar.

"Nästa solmax är i mitten av detta decennium, men vi vet fortfarande inte tillräckligt om solen för att förutsäga om dessa cykliska händelser kommer att producera en farlig storm, " sa Dr. Vasil.

"Medan en solstorm träffar jorden är mycket osannolik, som en jordbävning, det kommer så småningom att hända och vi måste vara förberedda."

Solstormar som dyker upp från solen kan ta från flera timmar till dagar att nå jorden. Dr. Vasil sa att bättre kunskap om den interna dynamiken hos vår hemmastjärna kan hjälpa planerare att undvika katastrofer om de har tillräckligt med varning för att stänga av utrustningen innan en explosion av energiska partiklar gör jobbet istället.

"Vi kan inte förklara hur solfläckar bildas. Vi kan inte heller urskilja vilka solfläcksgrupper som är mest benägna att gå sönder med våld. Politiker måste veta hur ofta det kan vara nödvändigt att utstå en dagars nödstopp för att undvika en allvarlig katastrof, " han sa.

Dr. Vasil och hans kollegors teoretiska modell kommer nu att behöva testas genom observation för att ytterligare förbättra modelleringen av solens interna processer. Att göra detta, forskare kommer att använda en teknik som kallas helioseismologi, att lyssna inuti stjärnans bultande hjärta.

"Vi hoppas att våra resultat kommer att inspirera till ytterligare observationer och forskning om solens drivkrafter, " han sa.

Detta kan innebära en aldrig tidigare skådad uppskjutning av observationssatelliter från polaromlopp utanför solsystemets elliptiska plan.