Eventos climáticos espaciais extremos podem impactar significativamente sistemas como satélites, sistemas de comunicação, distribuição de energia e aviação. Eles são movidos pela atividade solar, que é conhecida por ter um ciclo irregular, mas de aproximadamente 11 anos. Ao conceber um novo, 'relógio solar' regular, pesquisadores descobriram que a ativação e desativação de períodos de alta atividade solar é bastante acentuada, e são capazes de determinar os tempos de ativação / desativação. Sua análise mostra que, embora eventos extremos possam acontecer a qualquer momento, são muito menos prováveis ​​de ocorrer no intervalo tranquilo.

O relógio ajudará os cientistas a determinar com mais precisão quando o risco de tempestades solares é maior e ajudará a planejar os impactos do clima espacial em nossa infraestrutura espacial, importante, uma vez que a próxima ativação da atividade pode ser iminente à medida que a atividade solar se move de seu mínimo atual.

Publicado em Cartas de pesquisa geofísica por uma equipe liderada pela Universidade de Warwick, o relógio solar usa o registro diário do número de manchas solares disponível desde 1818 para mapear a atividade solar ao longo de 18 ciclos solares para um ciclo padronizado de 11 anos ou 'relógio'. Não existem dois ciclos solares iguais, mas usando uma técnica matemática conhecida como a transformada de Hilbert, os pesquisadores foram capazes de padronizar o ciclo de atividade solar pela primeira vez.

O relógio revelou que as transições entre os períodos calmos e ativos na atividade solar são nítidas. Uma vez que o relógio é construído a partir de observações de manchas solares, ele pode ser usado para ordenar observações da atividade solar e do clima espacial. Estes incluem a ocorrência de chamas solares visto em raios-X pelo VAI satélites e F10.7 rádio solar de fluxo que controla a actividade coronal solar. Esses são todos os fatores que determinam o clima espacial na Terra, para o qual o registro mais longo é o índice aa baseado em medições de campo magnético no Reino Unido e na Austrália com mais de 150 anos. Todas essas observações mostram os mesmos horários de ativação e desativação de ativação e desativação.

Uma vez que os horários de ligar / desligar passados ​​são obtidos do relógio, a taxa de ocorrência de eventos extremos quando o sol está ativo ou silencioso pode ser calculada.

A autora principal, Professora Sandra Chapman, do Centro de Fusão da Universidade de Warwick, Espaço e Astrofísica, disse:"Os cientistas passam a vida tentando ler o livro da natureza. Às vezes, criamos uma nova maneira de transformar os dados e o que parecia confuso e complicado de repente se torna lindamente simples. Neste caso, nosso método de relógio solar mostrou horários claros para 'ligar' e 'desligar', demarcando os intervalos ativos e calmos para o clima espacial pela primeira vez.

"Grandes eventos podem acontecer a qualquer momento, mas são muito mais prováveis ​​em torno do máximo solar. Ao ordenar as observações de forma limpa, descobrimos que em 150 anos de atividade geomagnética na Terra, apenas alguns por cento ocorrem durante essas condições de silêncio.

"A capacidade de estimar o risco de ocorrência de uma futura supertempestade solar é vital para tecnologias espaciais e terrestres que são particularmente sensíveis ao clima espacial, como satélites, sistema de comunicações, distribuição de energia e aviação.

"Se você tem um sistema sensível ao clima espacial, você precisa saber a probabilidade de um grande evento, e é útil saber quando estamos em um período de silêncio, pois permite a manutenção e outras atividades que tornam os sistemas temporariamente mais frágeis. "

A pesquisa foi co-autora de Scott Mcintosh do National Center for Atmospheric Research, Robert Leamon da Universidade de Maryland e da NASA Goddard Space Flight Center e Nick Watkins, da Universidade de Warwick e London School of Economics.

Robert Leamon disse:"A transformação de Hilbert é uma técnica realmente poderosa em toda a ciência. Sandra sugeriu-me em um projeto completamente diferente - esta é realmente uma cadeia de eventos serendipitosa - por causa de seu trabalho em plasmas de fusão de laboratório, e quando o aplicamos às manchas solares, vimos isso vinculado ao forte aumento de atividade que tínhamos visto em outros lugares. Sandra então viu o desligamento olhando para o índice aa. "

Scott Mcintosh disse:"Prevemos que a porta que este trabalho inovador abre vai levar ao desenvolvimento de climatologias significativas para a atividade solar e melhor previsibilidade que resultará disso."

"Quantificando a modulação do ciclo solar de clima espacial extremo" é publicado em Cartas de pesquisa geofísica .