בינה מלאכותית זיהתה אזורים פעילים בשמש יותר מתשע שעות מראש

בינה מלאכותית הצליחה לזהות "טביעת אצבע" מוקדמת של אזורים פעילים בשמש עוד לפני שכתמי השמש והשדה המגנטי שלהם הופיעו בבירור על פני השטח. המחקר פורסם (14.8.26) ב-Journal of Geophysical Research: Machine Learning and Computation והובל בידי חוקרים מהמכון הטכנולוגי של ניו ג'רזי, בשיתוף אוניברסיטת פרינסטון ומרכז איימס של נאסא.

המערכת, EarlyDetect, משתמשת במדידות של מצפה דינמיקת השמש של נאסא. היא מנתחת מפות שעתיות של עוצמת הגלים האקוסטיים וכן מדידות של השדה המגנטי. הגלים עצמם נגזרים מתצפיות שנמדדות כל 45 שניות בידי מכשיר HMI שעל לווין SDO.

האות מופיע עוד מתחת לפני השמש

אזורים פעילים מתחילים להיווצר מתחת לפני השמש, עוד לפני שהם נראים ככתמי שמש. כאשר שדות מגנטיים עולים כלפי מעלה, הם משנים מעט את דפוסי התנודות האקוסטיות בתוך השמש. אלה שינויים חלשים מאוד בתוך סביבה "רועשת", ולכן קשה לזהות אותם בשיטות רגילות.

EarlyDetect נבנה על ארכיטקטורת טרנספורמר - אותה משפחת שיטות שעליה מבוססים גם מודלי שפה. אלא שבמקום ללמוד רצפים של מילים, הוא לומד רצפים של מדידות סולאריות לאורך זמן. לאחר שאומן על תצפיות קודמות, החוקרים בדקו אותו על אזורים פעילים שלא הופיעו בנתוני האימון. הגרסה הטובה ביותר זיהתה סימנים מקדימים בממוצע 9.24 שעות לפני הופעת האזור הפעיל, והקדימה גם טרנספורמר רגיל וגם שיטת ייחוס קודמת.

דווקא הסרת הרעש פגעה בביצועים

אחד הממצאים המפתיעים ביותר היה שסינון שנועד לנקות תנודות קצרות ורעש מהנתונים דווקא הרע את התחזיות. החוקרים גילו שחלק מהתנודות שהוסרו היו כנראה האותות המוקדמים שהמודל נזקק להם.

במילים אחרות, מה שנראה במבט ראשון כרעש חסר משמעות היה עשוי להכיל את המידע החשוב ביותר. החוקרים משווים זאת לביטול רעשים שמוחק יחד עם הרעש גם שינוי קטן בקצב שאותו מנסים לזהות.

למה זה חשוב למזג האוויר בחלל

אזורים פעילים הם מקומות שבהם עלולות להתרחש בהמשך התפרצויות שמש ופליטות מסה מהעטרה. אירועים חזקים יכולים להשפיע על לווינים, תקשורת, ניווט לוויני ולעיתים גם על רשתות חשמל.

לכן היכולת לזהות מוקדם יותר אזור מגנטי שמתחיל לעלות אל פני השמש עשויה בעתיד להוסיף שלב מקדים לחיזוי מזג האוויר בחלל. החוקרים גם פרסמו מאגר נתונים פתוח בשם SolARED ופורטל ייעודי, כדי שקבוצות אחרות יוכלו לבדוק ולשפר את השיטה.

גם ישראל תלויה במערכות ניווט לוויניות, תקשורת, תשתיות חשמל ופעילות חלל. התרעה מוקדמת יותר על פעילות סולארית עשויה בעתיד לתת למפעילי לווינים ולגורמי תשתית זמן נוסף להיערכות.

אבל חשוב להפריד בין שני שלבים: EarlyDetect מזהה הופעה של אזור פעיל. הוא אינו קובע אם אותו אזור יפיק התפרצות חזקה, אם תתרחש פליטת מסה מהעטרה או אם חומר ינוע דווקא לכיוון כדור-הארץ.

עדיין לא מערכת התרעה מבצעית

המערכת נבדקה על אירועים ידועים מן העבר ועדיין מייצרת לעיתים התרעות שווא או מזהה אירוע מאוחר. החוקרים עצמם אומרים שהיא אינה מוכנה בשלב זה לחיזוי בזמן אמת וזקוקה לאימות במספר גדול בהרבה של אזורים פעילים.

גם הקביעה "תשע שעות מראש" דורשת פרופורציה: זהו ממוצע של הגרסה המצליחה ביותר במבחנים שנערכו, לא הבטחה שכל אזור פעיל יזוהה בדיוק תשע שעות לפני הופעתו.

החידוש המרכזי הוא אפוא היכולת להוציא מהתנודות העדינות של השמש אות מוקדם שנראה לפני שהשדה המגנטי פורץ אל פני השטח. אם השיטה תעמוד באימותים נוספים ותעבוד בזמן אמת, היא עשויה להפוך לכלי משלים במערכות לחיזוי מזג האוויר בחלל.