ИИ NASA предсказывает активные области Солнца за 12 часов

Научный центр COFFIES при NASA разработал модель машинного обучения, способную предсказывать появление активных областей на Солнце за 12 часов до их возникновения. Модель, описанная в Journal of Geophysical Research: Machine Learning and Computation, использует архитектуру трансформера со скользящим окном для обнаружения тонких изменений в акустических волнах и магнитных полях под поверхностью Солнца.

В команду COFFIES входят исследователи из Нью-Джерсийского технологического института, Принстонского университета и Исследовательского центра Эймса NASA. Они проанализировали данные с Обсерватории солнечной динамики NASA и использовали суперкомпьютерные ресурсы в Эймсе. Александр Косовичев, соисследователь COFFIES из NJIT, отметил, что метод выявляет предвестники по небольшим изменениям акустической мощности Солнца, сравнив это с «легким изменением ритма в очень шумном оркестре».

Активные области — это концентрации магнитных полей, прорывающиеся на поверхность Солнца в виде солнечных пятен. Они являются главными источниками солнечных вспышек и корональных выбросов массы, которые могут угрожать астронавтам, выводить из строя спутники и нарушать радиосвязь на Земле. Текущие оперативные прогнозы Центра прогнозирования космической погоды NOAA и ВВС США отслеживают уже видимые активные области для оценки вероятности вспышек.

Новая модель ИИ перемещает окно фиксированного размера по длинной временной шкале солнечной активности, фокусируясь на недавних данных, но запоминая общие закономерности. Это позволяет прогнозистам предсказывать приблизительное расположение появляющихся солнечных пятен, а не полагаться на подсчет уже видимых. Модель пока не готова к оперативному прогнозированию в реальном времени, но команда планирует проверить ее на множестве других известных солнечных событий.

COFFIES (расшифровывается как Consequence Of Fields and Flows in the Interior and Exterior of the Sun) — один из трех научных центров NASA DRIVE. Он сосредоточен на взаимосвязанных процессах, стоящих за активностью Солнца и его 11-летним циклом. Микеланджело Романо, заместитель директора Управления анализа космической погоды NASA «От Луны до Марса», заявил, что модель может предоставить новые возможности для прогнозирования мест потенциальных вспышек заранее, что станет дополнительной поддержкой для миссий NASA.

Мониторинг космической погоды NASA имеет решающее значение для миссий Artemis на Луну и будущих пилотируемых миссий на Марс. Команды NASA и NOAA сотрудничают в переводе исследований в оперативные инструменты, включая Группу анализа космической радиации, Управление анализа космической погоды «От Луны до Марса» и Координационный центр моделирования. Прогнозирование появления областей солнечных пятен, особенно на обратной стороне Солнца, может дополнить существующие модели, используемые этими командами.