AI NASA prevede le regioni attive solari con 12 ore di anticipo

Il Centro Scientifico COFFIES della NASA ha sviluppato un modello di apprendimento automatico in grado di prevedere l'emergere di regioni attive sul Sole fino a 12 ore prima della loro comparsa. Il modello, descritto sul Journal of Geophysical Research: Machine Learning and Computation, utilizza un'architettura transformer a finestra scorrevole per rilevare sottili cambiamenti nelle onde acustiche e nei campi magnetici sotto la superficie solare.

Il team COFFIES comprende ricercatori del New Jersey Institute of Technology, dell'Università di Princeton e del Centro di ricerca Ames della NASA. Hanno analizzato i dati dell'Osservatorio sulla dinamica solare della NASA e utilizzato le risorse di supercalcolo di Ames. Alexander Kosovichev, co-investigatore di COFFIES presso il NJIT, ha affermato che la tecnica identifica i precursori in lievi variazioni della potenza acustica del Sole, paragonandola a "un leggero cambiamento di ritmo in un'orchestra molto rumorosa".

Le regioni attive sono concentrazioni di campi magnetici che emergono sulla superficie solare come macchie solari. Sono i principali motori dei brillamenti solari e delle espulsioni di massa coronale, che possono minacciare gli astronauti, disabilitare i satelliti e interrompere le comunicazioni radio sulla Terra. Le attuali previsioni operative del Centro di previsione meteorologica spaziale della NOAA e dell'Aeronautica degli Stati Uniti monitorano le regioni attive già visibili sul Sole per stimare le probabilità di brillamenti.

Il nuovo modello di IA sposta una finestra di visualizzazione di dimensioni fisse lungo una lunga linea temporale dell'attività solare, concentrandosi sui dati recenti ma ricordando i modelli complessivi. Ciò consente ai previsori di prevedere le posizioni approssimative delle macchie solari emergenti, piuttosto che contare quelle già visibili. Il modello non è ancora pronto per la previsione operativa in tempo reale, ma il team prevede di validarlo su molti più eventi solari noti.

COFFIES, acronimo di Consequence Of Fields and Flows in the Interior and Exterior of the Sun, è uno dei tre centri scientifici DRIVE della NASA. Si concentra sui processi interconnessi alla base dell'attività solare e del suo ciclo di 11 anni. Michelangelo Romano, vicedirettore dell'Ufficio di analisi meteorologica spaziale Moon to Mars della NASA, ha affermato che il modello potrebbe fornire nuove capacità per prevedere in anticipo le posizioni potenziali dei brillamenti, offrendo un supporto aggiuntivo alle missioni della NASA.

Il monitoraggio meteorologico spaziale della NASA è fondamentale per le missioni Artemis sulla Luna e per le future missioni con equipaggio su Marte. I team della NASA e della NOAA collaborano per trasformare la ricerca in strumenti operativi, tra cui il Gruppo di analisi delle radiazioni spaziali, l'Ufficio di analisi meteorologica spaziale Moon to Mars e il Centro di modellazione coordinata comunitaria. La previsione dell'emergere di regioni di macchie solari, soprattutto sul lato nascosto del Sole, potrebbe integrare i modelli attuali utilizzati da questi team.