Il nostro sole in continua evoluzione a volte erutta con esplosioni di luce, materiale solare, o particelle energizzate ultraveloci, collettivamente, questi eventi contribuiscono alla meteorologia spaziale. In uno studio pubblicato il 30 gennaio, 2017, in Meteo spaziale , scienziati della NASA e del Centro nazionale per la ricerca atmosferica, o NCAR, a Boulder, Colorado, hanno dimostrato che i segnali di allarme di un tipo di evento meteorologico spaziale possono essere rilevati decine di minuti prima rispetto alle attuali tecniche di previsione:un tempo extra critico che potrebbe aiutare a proteggere gli astronauti nello spazio.

Il campo magnetico terrestre e l'atmosfera ci proteggono a terra dalla maggior parte degli effetti dannosi del tempo spaziale, ma gli astronauti nell'orbita terrestre bassa, o anche, un giorno, nello spazio interplanetario:sono più esposti alle condizioni meteorologiche spaziali, comprese esplosioni di particelle in rapido movimento chiamate particelle energetiche solari, o SEP.

"I veicoli spaziali robotici di solito sono resistenti alle radiazioni per proteggersi da questo tipo di eventi, " ha detto Chris St. Cyr, uno scienziato spaziale presso il Goddard Space Flight Center della NASA a Greenbelt, Maryland, e autore principale dello studio. "Ma gli umani sono ancora suscettibili".

Quindi la NASA vuole aiutare a migliorare i sistemi che fornirebbero ai futuri astronauti un preavviso di SEP in arrivo. Nel recente documento, gli scienziati hanno dimostrato che il monitoraggio di un tipo associato di esplosione solare:nuvole in rapido movimento di materiale solare magnetico, chiamate espulsioni di massa coronale, possono aiutare.

Gli scienziati osservano le espulsioni di massa coronale usando un tipo di strumento chiamato coronografo, in cui un disco solido blocca il volto luminoso del sole, rivelando la tenue atmosfera del sole, chiamato corona. I coronografi spaziali sono più ampiamente utilizzati nella ricerca sulla meteorologia spaziale a causa delle loro viste solari ad ampio campo che non sono interrotte dalla copertura nuvolosa o dalla rotazione terrestre. Ma i coronografi a terra hanno i loro vantaggi, mentre possono osservare il sole solo di giorno durante le giornate limpide, possono restituire i dati quasi istantaneamente, e con una risoluzione temporale molto più elevata rispetto agli strumenti satellitari. Questa velocità di restituzione dei dati potrebbe fare una differenza significativa, dato che i SEP possono muoversi quasi alla velocità della luce, quindi il loro tempo di viaggio totale può essere inferiore a un'ora dal momento in cui vengono accelerati vicino al sole a quando raggiungono la Terra.

"Con i coronografi spaziali, riceviamo le immagini ogni 20-30 minuti, " ha detto St. Cyr. "Vedrai il CME in un frame, e quando ottieni il fotogramma successivo, che contiene le informazioni di cui abbiamo bisogno per dire quanto velocemente si sta muovendo, le particelle energetiche sono già arrivate."

Per questo studio, gli scienziati hanno lavorato a ritroso per vedere se potevano utilizzare un coronografo terrestre per ottenere quelle informazioni chiave sulla velocità del CME abbastanza velocemente da allungare il tempo di avviso. Hanno selezionato un evento SEP e poi sono tornati per controllare se i dati erano disponibili da un coronografo chiamato K-Cor, che fa parte dell'Osservatorio ad alta quota di NCAR e si trova in cima al vulcano Mauna Loa alle Hawaii. La loro ricerca ha confermato che le informazioni necessarie per prevedere l'arrivo delle particelle energetiche erano disponibili circa 45 minuti prima che le particelle arrivassero sulla Terra, decine di minuti prima che lasciassero l'atmosfera interna del sole.

Il prossimo passo è ripetere questo studio più e più volte, utilizzando sia i dati archiviati che le osservazioni future, per vedere se le prime firme di queste particelle energetiche possono essere rilevate in modo affidabile nelle immagini di K-Cor. Questa conferma, insieme a miglioramenti pianificati che metterebbero online le immagini di K-Cor ancora più velocemente, potrebbe rendere possibile che questa tecnica diventi uno strumento nelle previsioni meteorologiche spaziali, come previsto per la nazione dalla National Oceanic and Atmospheric Association degli Stati Uniti.

"Attualmente, le immagini elaborate da K-Cor sono disponibili su Internet in meno di 15 minuti dopo essere state scattate, " ha detto Joan Burkepile, un autore dello studio con sede a NCAR e investigatore principale per lo strumento K-Cor. "Stiamo installando un computer più potente presso l'osservatorio alle Hawaii per elaborare le immagini pochi secondi dopo che sono state acquisite e fornire i dati su Internet entro un minuto o due dall'acquisizione".