Искусственный интеллект выяснил, как предсказывать вспышки на Солнце

Система машинного обучения проанализировала тысячи недавних вспышек на Солнце и обнаружила, что их появление можно было предсказать за несколько дней до начала выбросов по резкому возрастанию в силе электрических токов в будущей точке их рождения, передает  РИА Новости

"Недавние попытки предсказать вспышки и наблюдения за ними показали, что "зародыши" тех активных регионов, где они возникают, могут появляться на поверхности Солнца задолго до того, как они породят новый выброс солнечной материи. Это заставило нас проверить, можно ли обучить искусственный интеллект находить их следы в магнитных полях фотосферы светила", — рассказывает Марк Чунг (Mark Cheung) из Стэнфордского университета (США).

Солнце представляет собой шар из раскаленной плазмы, верхние слои которого постоянно "перемешиваются", что в сочетании с высокой электропроводностью плазмы создает сильное магнитное поле. Линии магнитного поля часто выходят за пределы более плотных слоев Солнца, то приводит к появлению пятен, вспышек и мощных корональных выбросов, потенциально способных уничтожить цивилизацию и всю жизнь на Земле.

Считается, что наиболее мощная вспышка произошла в 1859 году во время так называемого "события Каррингтона". Во время этой мощнейшей вспышки выделилось приблизительно 10 йоттоджоулей (10 в 25 степени) энергии, что в 20 раз больше энергии, выделившейся во время падения метеорита, уничтожившего динозавров и морских рептилий.

Ученые уже два века гадают, как можно предсказывать подобные события и что предвещает их появление на Солнце. Пока ответа на этот вопрос нет, так как физики не до конца понимают процессы, разогревающие атмосферу светила и порождающие мощнейшие взрывы на его поверхности.

Чунг и его коллеги подошли к решению этой проблемы с несколько другой стороны. Они предположили, что если все вспышки порождаются схожими процессами в недрах светила, и если эти изменения в его поведении как-то отражаются на его поверхности, то они должны обладать неким набором схожих черт.
Если эти "опознавательные знаки" будущих катаклизмов существуют, то почему ученые их до сих пор не обнаружили? Скорее всего, этому мешают различные хаотические процессы на поверхности Солнца, "размывающие" следы их существования от человеческого глаза.

Астрофизики попытались найти их, используя более внимательный и точный инструмент – искусственный интеллект. Для его обучения ученые собрали и вручную проанализировали более тысячи фотографий активных регионов на поверхности Солнца, порождавших вспышки в 2010-2016 годах и изученных при помощи инструментов метеорологических зондов GOES.

Как оказалось, четкие различия между "спокойными" регионами Солнца и будущими очагами вспышечной активности действительно существовали – система машинного обучения достаточно быстро научилась распознавать их с точностью в 75% и 92%. При этом, что интересно, различия между ними возникали и сохранялись на протяжении трех суток до и после рождения выброса, что говорит о крайне "долгоиграющем" характере подобных зон активности.

Когда программа научилась предсказывать средние и мощные по силе вспышки за несколько дней до их рождения, ученые попытались узнать, как именно она это делает, проследив за тем, изменения в каких свойствах поверхности Солнца сильнее всего влияли на точность ее предсказаний.

Как оказалось, искусственный интеллект опирался в своих предсказаниях на то, как менялась электрическая активность фотосферы светила в тех точках, где возникали вспышки. За несколько дней до рождения мощных вспышек сила магнитного поля и электрических токов резко возрастала и оставалась высокой до тех пор, пока активный регион не исчезал.

Подобные "приметы", подчеркивают ученые, позволяют предсказывать время наступления вспышек и сам факт их возникновения, но не объясняют того, что именно заставляет "спящий" активный регион начать порождать вспышки.

Как надеются исследователи, дальнейший анализ данных с солнечных спутников, в том числе и более детальной информации по изменениям в электрической активности Солнца, поможет им понять, что именно порождает заставляет солнечную материю "катапультироваться" с его поверхности и как подобные катаклизмы можно предсказывать с точностью в 100%.