tien ruimtevaartuigen, van ESA's Venus Express tot NASA's Voyager-2, voelde het effect van een zonne-uitbarsting terwijl het door het zonnestelsel spoelde terwijl drie andere satellieten toekeken, biedt een uniek perspectief op deze ruimteweergebeurtenis.

Wetenschappers die aan ESA's Mars Express werkten, keken uit naar het onderzoeken van de effecten van de nabije ontmoeting van komeet Siding Spring op de atmosfeer van de Rode Planeet op 19 oktober 2014, maar in plaats daarvan vonden ze wat de afdruk bleek te zijn van een zonnegebeurtenis.

Hoewel dit de analyse van eventuele komeetgerelateerde effecten veel complexer maakte dan verwacht, het leidde tot een van de grootste gezamenlijke inspanningen om de reis van een interplanetaire 'coronale massa-ejectie' - een CME - van de zon naar de verre uithoeken van het buitenste zonnestelsel te volgen.

Hoewel de aarde zelf niet in de vuurlinie was, een aantal satellieten die naar de zon kijken in de buurt van de aarde - ESA's Proba-2, de ESA/NASA SOHO en NASA's Solar Dynamics Observatory - een paar dagen eerder getuige waren geweest van een krachtige zonne-uitbarsting, op 14 oktober.

NASA's Stereo-A legde niet alleen beelden vast van de andere kant van de zon ten opzichte van de aarde, maar verzamelde ook informatie ter plaatse toen de CME voorbijsnelde.

Dankzij de toevallige locaties van andere satellieten die in de richting van de reis van de CME liggen, ondubbelzinnige detecties werden gedaan door drie Mars-orbiters - ESA's Mars Express, NASA's Maven en Mars Odyssey - en NASA's Curiosity Rover opereert op het oppervlak van de Rode Planeet, ESA's Rosetta bij komeet 67P/Churyumov-Gerasimenko, en de internationale Cassini-missie bij Saturnus.

Er werden zelfs hints gevonden tot aan NASA's New Horizons, die op dat moment Pluto naderde, en verder naar Voyager-2. Echter, op deze grote afstanden is het mogelijk dat het bewijs van deze specifieke uitbarsting is versmolten met de zonnewind op de achtergrond.

"CME-snelheden met afstand tot de zon worden niet goed begrepen, in het bijzonder in het buitenste zonnestelsel, " zegt Olivier Witasse van ESA, die de studie leidde.

"Dankzij de precieze timing van talrijke in-situ metingen, we kunnen het proces beter begrijpen, en voer onze resultaten terug in modellen."

De metingen geven een indicatie van de snelheid en rijrichting van de CME, die zich over een hoek van ten minste 116º uitstrekken om Venus Express en Stereo-A op de oostelijke flank te bereiken, en het ruimtevaartuig op Mars en komeet 67P Churyumov-Gerasimenko op de westelijke flank.

Van een aanvankelijk maximum van ongeveer 1000 km/s geschat bij de zon, een sterke daling tot 647 km/s werd drie dagen later gemeten door Mars Express, bij Rosetta na vijf dagen verder dalen tot 550 km/s. Dit werd gevolgd door een meer geleidelijke afname tot 450-500 km/s op de afstand van Saturnus een maand sinds de gebeurtenis.

De gegevens onthulden ook de evolutie van de magnetische structuur van de CME, met de effecten gevoeld door ruimtevaartuigen gedurende meerdere dagen, het verstrekken van nuttige inzichten over de effecten van ruimteweer op verschillende planetaire lichamen. De handtekeningen bij de verschillende ruimtevaartuigen omvatten meestal een eerste schok, een versterking van het magnetische veld, en neemt de snelheid van de zonnewind toe.

In het geval van ESA's Venus Express, het wetenschapspakket was niet ingeschakeld omdat Venus zich vanaf de aarde 'achter' de zon bevond, communicatiemogelijkheden beperken.

Een vage indicatie werd afgeleid uit het feit dat zijn stervolger op het verwachte tijdstip van passage overspoeld werd door straling.

Verder, verschillende vaartuigen met stralingsmonitoren - Curiosity, Mars Odyssee, Rosetta en Cassini – onthulden een interessant en bekend effect:een plotselinge afname van galactische kosmische straling. Als een CME voorbij komt, het werkt als een beschermende bubbel, tijdelijk de kosmische stralen opzij vegen en de planeet of het ruimtevaartuig gedeeltelijk afschermen.

Een daling van ongeveer 20 procent in kosmische straling werd waargenomen op Mars - een van de diepste geregistreerde op de Rode Planeet - en hield ongeveer 35 uur aan. Bij Rosetta werd een reductie van 17 procent gezien die 60 uur aanhield, terwijl bij Saturnus de afname iets lager was en ongeveer vier dagen duurde. De toename van de duur van de depressie van de kosmische straling komt overeen met een vertraging van de CME en het bredere gebied waarover het op grotere afstanden werd verspreid.

"De vergelijking van de afname van de instroom van galactische kosmische straling op drie ver van elkaar verwijderde locaties als gevolg van dezelfde CME is vrij nieuw, ", zegt Olivier. "Hoewel in het verleden waarnemingen van CME's met meerdere ruimtevaartuigen zijn gedaan, het is ongebruikelijk dat de omstandigheden zo zijn dat er zoveel verspreid over het binnenste en buitenste zonnestelsel zijn zoals deze.

"Eindelijk, terugkomend op onze oorspronkelijk bedoelde waarneming van de passage van komeet Siding Spring op Mars, de resultaten tonen het belang aan van een ruimteweercontext om te begrijpen hoe deze zonnegebeurtenissen de signatuur van de komeet in de atmosfeer van een planeet kunnen beïnvloeden of zelfs maskeren."

"Interplanetaire coronale massa-ejectie waargenomen bij Stereo-A, Mars, komeet 67P/Churyumov-Gerasimenko, Saturnus en New Horizons op weg naar Pluto. Vergelijking van zijn Forbush daalt tot 1,4, 3.1 en 9.9 AU, " door O. Witasse et al. is gepubliceerd in Journal of Geophysical Research:Ruimtefysica , een tijdschrift van de American Geophysical Union.