IA de la NASA prédit les régions actives solaires 12 h à l'avance

Le centre scientifique COFFIES de la NASA a développé un modèle d'apprentissage automatique capable de prédire l'émergence de régions actives sur le Soleil jusqu'à 12 heures avant leur apparition. Décrit dans le Journal of Geophysical Research: Machine Learning and Computation, le modèle utilise une architecture de transformateur à fenêtre glissante pour détecter des changements subtils dans les ondes acoustiques et les champs magnétiques sous la surface solaire.

L'équipe COFFIES comprend des chercheurs du New Jersey Institute of Technology, de l'Université de Princeton et du centre de recherche Ames de la NASA. Ils ont analysé les données de l'observatoire de dynamique solaire de la NASA et utilisé les ressources de supercalcul d'Ames. Alexander Kosovichev, co-chercheur de COFFIES au NJIT, a déclaré que la technique identifie des précurseurs dans de légers changements de la puissance acoustique du Soleil, comparant cela à « un léger changement de rythme dans un orchestre très bruyant ».

Les régions actives sont des concentrations de champs magnétiques qui percent la surface solaire sous forme de taches solaires. Elles sont les principaux moteurs des éruptions solaires et des éjections de masse coronale, qui peuvent menacer les astronautes, désactiver les satellites et perturber les communications radio sur Terre. Les prévisions opérationnelles actuelles du Space Weather Prediction Center de la NOAA et de l'US Air Force surveillent les régions actives déjà visibles sur le Soleil pour estimer les probabilités d'éruption.

Le nouveau modèle d'IA déplace une fenêtre de visualisation de taille fixe le long d'une longue chronologie de l'activité solaire, en se concentrant sur les données récentes tout en mémorisant les schémas globaux. Cela permet aux prévisionnistes de prédire les emplacements approximatifs des taches solaires émergentes plutôt que de se fier au comptage des taches déjà visibles. Le modèle n'est pas encore prêt pour une prévision opérationnelle en temps réel, mais l'équipe prévoit de le valider sur de nombreux autres événements solaires connus.

COFFIES, acronyme de Consequence Of Fields and Flows in the Interior and Exterior of the Sun, est l'un des trois centres scientifiques DRIVE de la NASA. Il se concentre sur les processus interconnectés derrière l'activité du Soleil et son cycle de 11 ans. Michelangelo Romano, directeur adjoint du bureau d'analyse météorologique spatiale Moon to Mars de la NASA, a déclaré que le modèle pourrait fournir de nouvelles capacités pour prédire les emplacements potentiels d'éruptions à l'avance, offrant un soutien supplémentaire aux missions de la NASA.

La surveillance météorologique spatiale de la NASA est essentielle pour les missions Artemis vers la Lune et les futures missions habitées vers Mars. Des équipes de la NASA et de la NOAA collaborent pour transformer la recherche en outils opérationnels, notamment le Space Radiation Analysis Group, le Moon to Mars Space Weather Analysis Office et le Community Coordinated Modeling Center. La prédiction de l'émergence de régions de taches solaires, en particulier pour la face cachée du Soleil, pourrait compléter les modèles actuels utilisés par ces équipes.