Pogoda kosmiczna na Ziemi uzależniona jest głównie od burz magnetycznych i emisji energetycznych cząstek, w obu przypadkach wywoływanych przez silnie przyśpieszone strumienie słonecznych protonów i jonów. Takie rozpędzone do znacznych prędkości przepływy plazmy nazywane są strumieniami cząstek wysokoenergetycznych (ang. Solar Energetic Particles, SEP). Sama ich emisja może być efektem dwóch różnych zjawisk: rekoneksji, czyli nagłych zmian geometrii słonecznych pól magnetycznych, obserwowanych ostatecznie w postaci rozbłysków słonecznych, lub bardziej powolnych wyrzutów cząstek energetycznych związanych z ich przyśpieszaniem w silnych falach uderzeniowych (szokach) towarzyszących koronalnym wyrzutom masy.
Badania obu tych zjawisk są bardzo istotne z punktu widzenia tego, jak pogoda kosmiczna wpływa na życie na Ziemi. Silne, stopniowo narastające i długotrwałe zdarzenia związane z emisją SEP są pod tym względem szczególnie interesujące, ponieważ łączne przybycie w okolice Ziemi koronalnego wyrzutu masy, szoku plazmy słonecznej i zwiększonego strumienia cząstek słonecznych może powodować uszkodzenia satelitów w przestrzeni kosmicznej i różnych technologii stosowanych na powierzchni naszej planety. To za ich sprawą powstają piękne zorze polarne, ale także poważne zakłócenia w działaniu sieci elektrycznych i telekomunikacji (efekt Carringtona, 1859) pojawiające się w przypadku wyjątkowo silnych burz geomagnetycznych.
Literatura naukowa podaje kilka przykładów ciekawych badań nad korelacjami między prędkościami koronalnych wyrzutów masy a wartościami pikowymi powiązanych z nimi strumieni cząstek SEP. Naukowcy z OA UJ wykazali teraz, że ich nowatorska metoda oparta na wykorzystaniu tzw. prędkości chwilowych cząstek SEP pozwala na uzyskanie dużo bardziej precyzyjnych parametrów fizycznych ich emisji.
Uczeni posłużyli się w tym celu na obserwacjami koronalnych wyrzutów masy zarejestrowanych w pobliżu dwóch bliźniaczych satelitów STEREO (Solar TErrestrial RElations Observatory). Dodatkowe dane z instrumentów SOHO (Solar and Heliospheric Observatory), LASCO (Large Angle and Spectrometric Coronagraphs) oraz SECCHI (Sun Earth Connection Coronal and Heliospheric Investigation) posłużyły im do wyznaczenia ich parametrów kinematycznych. W badaniach wykorzystano również strumienie SEP obserwowane w trzech różnych zakresach energii przez satelitę GOES-13 (Geostationary Operational Environmental Satellite). W pracy omówiono też ich związek ze strumieniami pikowymi rentgenowskich rozbłysków słonecznych, które są związane z tymi dwoma zjawiskami.
Z badań wynika prosta zależność: jeśli tylko chwilowe prędkości danego strumienia pikowego cząstek SEP są dobrze określone (co ma miejsce aż do odległości równej około 10 promieniom Słońca), to maksymalny strumień powiązanego z nimi zjawiska emisji SEP można łatwo oszacować na bazie uzyskanego przez autorów pracy modelu empirycznego. Zdarzenia SEP związane z dyskiem i zachodnią częścią tarczy Słońca mogą przy tym wytwarzać najsilniejsze wyrzuty cząstek SEP, ponieważ te obszary Słońca są magnetycznie najsilniej połączone z Ziemią na skutek ruchu obrotowego Ziemi i Słońca. Dobra korelacja uzyskana dla strumieni protonów o energiach wyższych niż 10 MeV potwierdza z kolei hipotezę, że protony są przyspieszane głównie w falach uderzeniowych generowanych przez „szybkie” koronalne wyrzuty masy propagujące się w przestrzeni międzyplanetarnej. Cząstki o energiach większych niż 50 i 100 MeV są również przyspieszane przez te same fale uderzeniowe (szoki), ale za proces ich rozpędzania mogą też częściowo odpowiadać towarzyszące im rozbłyski słoneczne. Z kolei same rozbłyski i emisje energetycznych cząstek SEP są ze sobą dosyć słabo skorelowane. Wynik ten również wspiera hipotezę, zgodnie z którą to szoki napędzane koronalnymi wyrzutami masy są lepszymi generatorami przyśpieszenia cząstek energetycznych.
23 stycznia 2012 roku instrument LASCO (Large Angle and Spectrometric Coronagraphs umieszczony na pokładzie sondy SOHO (Solar and Heliospheric Observatory) zarejestrował koronalny wyrzut masy oraz związaną z nim emisję silnie przyśpieszonej plazmy złożonej z energetycznych cząstek słonecznych (SEP). Cząsteczki te pokazane są tutaj jako białe ziarna w polu widzenia; pojawiają się około 4 godziny po emisji koronalnego wyrzutu masy. Źródło: SOHO Observatory.