ناسا تتنبأ بالمناطق الشمسية النشطة قبل 12 ساعة

طور مركز علوم COFFIES التابع لناسا نموذجًا للتعلم الآلي يمكنه التنبؤ بظهور المناطق النشطة على الشمس قبل 12 ساعة من ظهورها. النموذج، الموصوف في مجلة Journal of Geophysical Research: Machine Learning and Computation، يستخدم بنية محولات ذات نافذة منزلقة لكشف التغيرات الدقيقة في الموجات الصوتية والمجالات المغناطيسية تحت سطح الشمس.

يشمل فريق COFFIES باحثين من معهد نيوجيرسي للتكنولوجيا وجامعة برينستون ومركز أميس للأبحاث التابع لناسا. قاموا بتحليل بيانات من مرصد ديناميكا الشمس التابع لناسا واستخدموا موارد الحوسبة الفائقة في أميس. قال ألكسندر كوسوفيتش، المحقق المشارك في COFFIES في معهد نيوجيرسي للتكنولوجيا، إن التقنية تحدد المؤشرات المبكرة في التغيرات الطفيفة للقوة الصوتية للشمس، مقارنًا ذلك بـ"تغير طفيف في الإيقاع داخل أوركسترا صاخبة جدًا".

المناطق النشطة هي تركيزات من المجالات المغناطيسية التي تخترق سطح الشمس على شكل بقع شمسية. وهي المحركات الرئيسية وراء التوهجات الشمسية والانبعاثات الكتلية الإكليلية، التي يمكن أن تهدد رواد الفضاء وتعطل الأقمار الصناعية وتعطل الاتصالات اللاسلكية على الأرض. التوقعات التشغيلية الحالية من مركز التنبؤ بالطقس الفضائي التابع للإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي (NOAA) والقوات الجوية الأمريكية تراقب المناطق النشطة المرئية بالفعل على الشمس لتقدير احتمالات التوهج.

النموذج الجديد للذكاء الاصطناعي يحرك نافذة عرض ذات حجم ثابت عبر خط زمني طويل من النشاط الشمسي، مع التركيز على البيانات الحديثة مع تذكر الأنماط العامة. وهذا يسمح للمتنبئين بالتنبؤ بالمواقع التقريبية للبقع الشمسية الناشئة بدلاً من الاعتماد على عد البقع الشمسية المرئية بالفعل. النموذج ليس جاهزًا بعد للتنبؤ التشغيلي في الوقت الفعلي، لكن الفريق يخطط للتحقق من صحته عبر العديد من الأحداث الشمسية المعروفة.

COFFIES، وهو اختصار لـ Consequence Of Fields and Flows in the Interior and Exterior of the Sun، هو أحد مراكز علوم DRIVE الثلاثة التابعة لناسا. يركز على العمليات المترابطة وراء نشاط الشمس ودورتها التي تستمر 11 عامًا. قال مايكل أنجلو رومانو، نائب مدير مكتب تحليل الطقس الفضائي من القمر إلى المريخ التابع لناسا، إن النموذج يمكن أن يوفر قدرات جديدة للتنبؤ بمواقع التوهج المحتملة مسبقًا، مما يوفر دعمًا إضافيًا لمهام ناسا.

مراقبة الطقس الفضائي من ناسا أمر بالغ الأهمية لمهام أرتميس إلى القمر والمهام المأهولة المستقبلية إلى المريخ. تتعاون فرق في ناسا وNOAA لترجمة الأبحاث إلى أدوات تشغيلية، بما في ذلك مجموعة تحليل الإشعاع الفضائي، ومكتب تحليل الطقس الفضائي من القمر إلى المريخ، ومركز النمذجة المنسق المجتمعي. التنبؤ بظهور مناطق البقع الشمسية، خاصة على الجانب البعيد من الشمس، يمكن أن يكمل النماذج الحالية التي تستخدمها هذه الفرق.