Команда Технологического института Нью-Джерси разработала модель искусственного интеллекта EarlyDetect, которая способна обнаруживать признаки формирования активных областей на Солнце примерно за 9 часов до того, как они становятся видимыми. Работа была опубликована в издании Journal of Geophysical Research: Machine Learning and Computation.
Активные области звезды связаны с сильными магнитными полями и могут становиться источниками вспышек. Эти регионы зарождаются в течение нескольких часов, а на полное развитие может уйти до нескольких дней. Сложность в том, что они формируются под видимой поверхностью звезды, поэтому наблюдать их напрямую на этой стадии невозможно. Однако такие области оставляют слабые следы в акустических волнах, которые распространяются через солнечные недра, и именно эти сигналы улавливает модель.
В разработке учёные использовали данные Обсерватории солнечной динамики NASA. Космический аппарат проводит наблюдения каждые 45 секунд, что позволило команде составить почасовые карты акустической активности светила и его магнитного поля. В модели используется архитектура Transformer, которая лежит в основе языковых моделей; но в этом случае она ищет закономерности не в словах, а в солнечных данных для составления прогнозов.
При проверке на активных областях, которые не использовались во время обучения, лучший вариант модели обнаруживал их признаки в среднем за 9,24 часа до появления области на поверхности Солнца. При этом исследователи обнаружили важную особенность: обычная фильтрация данных могла ухудшать результат. Она удаляла слабые колебания, которые, несмотря на низкую амплитуду, содержали информацию о формировании новых областей.
Команда отметила, что EarlyDetect пока не является готовой системой прогнозирования. Модель может выдавать ложные тревоги или слишком поздние предупреждения, а появление активной области само по себе ещё не означает, что за ним последует вспышка или корональный выброс масс. Однако учёные надеются, что их работа привлечёт внимание к использованию искусственного интеллекта в гелиофизике и в будущем это поможет предсказывать солнечную погоду.