Una nuova ricerca del Southwest Research Institute (SwRI) e del National Center for Atmospheric Research (NSF-NCAR) della National Science Foundation ha sviluppato un nuovo strumento che rappresenta un primo passo verso la capacità di prevedere le condizioni meteo spaziali con settimane di anticipo, anziché solo ore. Questo preavviso potrebbe consentire ad agenzie e industrie di mitigare l’impatto su GPS, reti elettriche, sicurezza degli astronauti e altro ancora. “Capire dove e quando emergeranno grandi regioni attive (AR) solari che producono brillamenti è un problema di lunga data in eliofisica“, ha affermato il Dott. Subhamoy Chatterjee dello SwRI, uno scienziato agli inizi della sua carriera e coautore del nuovo studio pubblicato su Astrophysical Journal. “Queste regioni presentano campi magnetici aggrovigliati e producono eventi solari esplosivi, potenzialmente causando meteo spaziale pericoloso come brillamenti solari ed espulsioni di massa coronale (CME)”.
Le regioni attive solari non emergono in modo casuale. Al contrario, si raggruppano lungo “bande toroidali” magnetiche deformate su larga scala. Utilizzando misurazioni magnetiche ottenute dall’Helioseismic and Magnetic Imager del Solar Dynamics Observatory, il team ha dimostrato che i pattern superficiali possono essere invertiti per ricostruire gli stati critici al di sotto della superficie.
Lo studio
La maggior parte degli attuali strumenti di previsione si basa su firme magnetiche su piccola scala che diventano predittive solo poche ore prima dell’eruzione. Il team SwRI, NSF-NCAR ha sviluppato PINNBARDS, un simulatore di distribuzione AR basato su reti neurali basate sulla fisica, per collegare le osservazioni superficiali delle regioni solari attive alla dinamica magnetica profonda della regione della tacoclina solare. Questo sottile strato di transizione si trova tra l’interno radiativo in rotazione uniforme e le rotazioni più turbolente della zona convettiva esterna.
Collegando le osservazioni di superficie e la dinamica magnetica solare profonda, gli scienziati di SwRI e NCAR stanno sviluppando una nuova generazione di strumenti di previsione basati sulla fisica e sull’intelligenza artificiale per comprendere e anticipare meglio le condizioni meteorologiche spaziali estreme. Utilizzando informazioni magnetiche globali, il framework PINNBARDS offre il potenziale per tempi di previsione sostanzialmente più lunghi, il che è fondamentale per la salvaguardia dei satelliti, delle infrastrutture di comunicazione e della futura esplorazione spaziale umana.
“Gli stati della sotto-superficie ricostruiti da PINNBARDS forniscono le condizioni iniziali per simulazioni future dell’evoluzione magnetica solare, aprendo la strada alla previsione di dove e quando è probabile che emergano grandi regioni attive produttrici di brillamenti con settimane di anticipo”, ha affermato il Dott. Mausumi Dikpati, scienziato senior di NSF-NCAR che ha guidato il team e coautore dell’articolo.
La latitudine e la longitudine delle regioni attive emergenti sono fondamentali perché la posizione determina se le esplosioni di particelle solari risultanti siano destinate a raggiungere la nostra regione del Sistema Solare.