پیش نگری طوفان های خورشیدی شدید با کمک هوش مصنوعی

پژوهشگران اعلام کرده اند که هوش مصنوعی قادر است طوفان های خورشیدی خطرناک را پیش از وقوعشان شناسایی کرده و به این ترتیب به نجات جان انسان ها کمک کند.

از دید یک ناظر عادی، خورشید به نظر ثابت و بی تغییر می آید؛ اما در حقیقت، خورشید خود یک مخزن متلاطم از پلاسما است که یک نوع گاز بار الکتریکی به حساب می آید و دائم تحت تأثیر میدان مغناطیسی خود قرار دارد. یکی از چالش های عمده ای که امروز فیزیکدانان خورشیدی با آن روبرو هستند، غیرقابل پیش بینی بودن فعالیت های روی خورشید است.

تأثیرات مربوط به جهش های توده تاج خورشید، جنبه ای خاص به شمار می رود که با سطوحی از عدم قطعیت در اثرگذاری آن همراه است. با این حال، الگوریتم های یادگیری ماشین ممکن است بتوانند اخطارهای بیشتری را به ما ارائه دهند.

به نقل از اس ای، یک تحقیق اخیر نشان می دهد که الگوریتم هایی که بر اساس دهه ها فعالیت خورشیدی آموزش دیده اند، تمام علائم افزایش فعالیت از ناحیه AR13664 خورشید را شناسایی کرده اند و این ممکن است در پیش بینی طغیان های آینده به ما کمک کند.

پرتاب جرم تاجی یا CME، انبوهی از انفجارهای عظیم پلاسمایی هستند که به سبب اختلال در میدان مغناطیسی خورشید به فضا ارسال می شوند. این رویدادهای انفجاری اغلب با شراره های خورشیدی در ارتباط اند و زمانی رخ می دهند که خطوط میدان مغناطیسی به طور ناگهانی هم راستا شده و مقادیر زیادی انرژی آزاد می کنند.

پرتاب های جرم تاجی می توانند با سرعت های متغیری از چند صد تا چند هزار کیلومتر در ثانیه حرکت کنند و اگر مسیری که طی می کنند به سمت زمین باشد، ممکن است در عرض چند روز به ما برسند.

وقتی این پدیده ها به زمین می رسند، می توانند با میدان مغناطیسی کره ما تعامل کرده و طوفان های ژئومغناطیسی ایجاد کنند که می تواند ارتباطات ماهواره ای، سیستم های GPS و شبکه های برق را مختل کند. همچنین، این رویدادها می توانند به افزایش فعالیت شفق قطبی منجر شوند و نمایشی خیره کننده از نورهای شمالی و جنوبی روی زمین به وجود آورند.

پیش بینی دقیق این نوع رویدادها و تأثیر آن ها بر مگنتوسفر ما، یکی از چالش های بزرگ پیش روی ستاره شناسان بوده است.

در حال حاضر، تحقیقی که به دست گروهی از اخترشناسان به رهبری سابرینا گوستاوینو (Sabrina Guastavino) از دانشگاه جنوا (Genoa) انجام شده است، از هوش مصنوعی به عنوان ابزاری برای بررسی این چالش بهره برداری کرده است. آن ها از تکنولوژی نوینی بهره بردند تا پیش بینی هایی مرتبط با طوفان های خورشیدی در ماه مه 2024، که به شراره های حاصل از ناحیه 13644 در خورشید و پرتاب جرم تاجی مرتبط بود، ارائه دهند.

این طوفان منجر به بروز رویدادهای شدید خورشیدی، از جمله یک شراره با شدت X8.7 شد که بسیار قوی تلقی می شد.

این تیم با استفاده از هوش مصنوعی توانستند فناوری یادگیری ماشین را به مقدار زیادی از داده های قبلی هدایت کرده و الگوهای پیچیده ای را شناسایی کنند که با روش های سنتی تشخیص آن ها دشوار بود.

این رویداد فرصتی مناسب و غیرمعمول برای آزمایش توانمندی هوش مصنوعی در پیش بینی فعالیت های خورشیدی به شمار می رفت. هدف اصلی، پیش بینی وقوع شراره های خورشیدی، نحوه تحول آن ها در طول زمان و همچنین ایجاد پرتاب جرم تاجی و در نهایت، پیش بینی طوفان های ژئومغناطیسی در زمین بود.

این فرایند به طور موفقیت آمیز در مورد رویداد مه 2024 انجام شد و نتایج چشم گیری به دست آورد. طبق گزارش آن ها، این پیش بینی دقت بی نظیری در پیش بینی با کاهش قابل توجه عدم قطعیت ها نسبت به روش های سنتی نشان داد.

زمان سفر پرتاب جرم تاجی به زمین و شروع طوفان های ژئومغناطیسی نیز با دقت بالایی به ثبت رسید.

کارشناسان بر این باورند که پیامدهای این مطالعه به طور عمیق تأثیرگذار خواهد بود.

قطع شبکه برق، اختلال در ارتباطات و مشکلات مربوط به ماهواره ها می تواند به ویژه در زمان رویارویی با پرتاب های جرم تاجی به زمین، به معضلی جدی تبدیل شود؛ بنابراین، کارآمدی استفاده از مجموعه ابزارهای هوش مصنوعی و فناوری یادگیری ماشین برای پیش بینی فعالیت های خورشیدی، به عنوان گام قابل توجه و هیجان انگیزی مطرح می شود.

علاوه بر این، برای آن دسته از علاقه مندان به تماشای آسمان، این می تواند پیش بینی بهتری از فعالیت شفق های قطبی نیز به ارمغان بیاورد.