Onze constant veranderende zon barst soms uit met uitbarstingen van licht, zonne materiaal, of ultrasnelle energetische deeltjes - gezamenlijk, deze gebeurtenissen dragen bij aan het ruimteweer. In een studie gepubliceerd op 30 januari, 2017, in Ruimteweer , wetenschappers van NASA en het National Center for Atmospheric Research, of NCAR, in Boulder, Colorado, hebben aangetoond dat de waarschuwingssignalen van één type ruimteweergebeurtenis tientallen minuten eerder kunnen worden gedetecteerd dan met de huidige voorspellingstechnieken - kritieke extra tijd die astronauten in de ruimte zou kunnen helpen beschermen.

Het magnetische veld en de atmosfeer van de aarde beschermen ons op de grond tegen de meeste schadelijke effecten van ruimteweer, maar astronauten in een lage baan om de aarde - of zelfs, op een dag, in de interplanetaire ruimte - worden meer blootgesteld aan ruimteweer, inclusief uitbarstingen van snel bewegende deeltjes genaamd zonne-energetische deeltjes, of SEP's.

"Robotische ruimtevaartuigen zijn meestal tegen straling gehard om te beschermen tegen dit soort gebeurtenissen, " zei Chris St. Cyr, een ruimtewetenschapper bij NASA's Goddard Space Flight Center in Greenbelt, Maryland, en hoofdauteur van het onderzoek. "Maar mensen zijn nog steeds vatbaar."

Dus NASA wil helpen bij het verbeteren van systemen die toekomstige astronauten van tevoren waarschuwen voor inkomende SEP's. In de recente krant wetenschappers toonden aan dat het volgen van een bijbehorend soort zonne-explosie - snel bewegende wolken van magnetisch zonnemateriaal, coronale massa-ejecties genoemd - kan helpen.

Wetenschappers observeren coronale massa-ejecties met behulp van een type instrument dat een coronagraaf wordt genoemd, waarin een stevige schijf het heldere gezicht van de zon blokkeert, het onthullen van de ijle atmosfeer van de zon, de corona genoemd. Op de ruimte gebaseerde coronagrafen worden op grotere schaal gebruikt in ruimteweeronderzoek vanwege hun brede zonnebeelden die niet worden onderbroken door bewolking of de rotatie van de aarde. Maar op de grond gebaseerde coronagrafen hebben hun eigen voordelen - terwijl ze de zon alleen overdag kunnen observeren bij helder weer, ze kunnen gegevens vrijwel onmiddellijk retourneren, en met een veel hogere tijdresolutie dan satellietinstrumenten. Deze snelheid van gegevensretour kan een aanzienlijk verschil maken, gezien het feit dat SEP's met bijna de snelheid van het licht kunnen bewegen - dus hun totale reistijd kan minder zijn dan een uur vanaf het moment dat ze in de buurt van de zon worden versneld tot wanneer ze de aarde bereiken.

"Met op de ruimte gebaseerde coronagrafen, we krijgen elke 20-30 minuten afbeeldingen terug, " zei St. Cyr. "Je ziet de CME in één frame, en tegen de tijd dat je het volgende frame krijgt - dat de informatie bevat die we nodig hebben om te vertellen hoe snel het beweegt - zijn de energetische deeltjes al gearriveerd."

Voor deze studie is wetenschappers werkten achteruit om te zien of ze een op de grond gebaseerde coronagraaf konden gebruiken om die belangrijke informatie over de snelheid van de CME snel genoeg te krijgen om de waarschuwingstijd te verlengen. Ze selecteerden een SEP-gebeurtenis en gingen toen terug om te controleren of de gegevens beschikbaar waren van een coronagraaf genaamd K-Cor, dat deel uitmaakt van NCAR's High Altitude Observatory en bovenop de Mauna Loa-vulkaan op Hawaï zit. Hun zoektocht bevestigde dat de nodige informatie om de aankomst van de energetische deeltjes te voorspellen beschikbaar was ongeveer 45 minuten voordat de deeltjes op aarde arriveerden - tientallen minuten voordat ze de binnenatmosfeer van de zon verlieten.

De volgende stap is om deze studie keer op keer te herhalen - met behulp van zowel gearchiveerde gegevens als toekomstige waarnemingen - om te zien of de vroege handtekeningen van deze energetische deeltjes betrouwbaar kunnen worden gedetecteerd in de afbeeldingen van K-Cor. Deze bevestiging, samen met geplande verbeteringen die de afbeeldingen van K-Cor nog sneller online zouden zetten, zou het mogelijk kunnen maken dat deze techniek een hulpmiddel wordt bij het voorspellen van ruimteweer, zoals door de Amerikaanse National Oceanic and Atmospheric Association voor de natie wordt verstrekt.

"Momenteel, bewerkte afbeeldingen van K-Cor zijn in minder dan 15 minuten nadat ze zijn gemaakt beschikbaar op internet, " zei Joan Burkepile, een auteur van het onderzoek bij NCAR en hoofdonderzoeker voor het K-Cor-instrument. "We installeren een krachtigere computer in het observatorium in Hawaï om de beelden seconden nadat ze zijn verkregen te verwerken en de gegevens binnen een minuut of twee na acquisitie op internet te zetten."