Cientistas da Universidade de Graz e do Skoltech alcançaram um avanço significativo na física solar, conforme publicado na revista Nature Astronomy. Utilizando a inteligência artificial, eles conseguiram simular o campo magnético do sol na atmosfera superior, uma conquista que promete aprimorar grandemente nossa compreensão do sol e seu impacto no clima espacial.
O campo magnético solar é o principal motor do clima espacial, que pode potencialmente danificar infraestruturas críticas, como eletricidade, aviação e tecnologia baseada no espaço. Os eventos climáticos espaciais severos se originam principalmente de regiões solares ativas. Essas regiões são áreas ao redor das manchas solares, onde campos magnéticos fortes emergem através da superfície solar.
A tecnologia atual nos permite medir o campo magnético apenas na superfície do sol. No entanto, o acúmulo e a liberação de energia ocorrem mais acima na atmosfera solar, na coroa do sol. Para superar essa limitação, a equipe utilizou redes neurais informadas pela física para integrar dados observacionais com um modelo físico de campo magnético livre de forças.
Essa abordagem proporcionou uma compreensão abrangente da conexão entre os fenômenos observados e a física subjacente que rege a atividade solar. Este método inovador marca um marco significativo na física solar e abre novas oportunidades para simulações numéricas do sol.
Os pesquisadores simularam a evolução de uma região solar ativa observada e demonstraram a capacidade de realizar simulações de campo magnético livre de forças em tempo real. Este processo exigiu menos de 12 horas de tempo de computação para simular uma série de observações de cinco dias. Essa velocidade sem precedentes permite que os cientistas conduzam análises e previsões de atividade solar em tempo real, aprimorando nossa capacidade de prever eventos climáticos espaciais.
A equipe estudou a evolução temporal da energia magnética livre dentro do volume coronal, que está ligada a eventos eruptivos solares, como ejeções de massa coronal. Essas ejeções são grandes nuvens de plasma ejetadas da atmosfera do sol a altas velocidades. Os pesquisadores compararam seus resultados com observações de ultravioleta extremo, confirmando a robustez e a precisão de sua metodologia.
Os resultados revelaram depleções significativas de energia magnética livre, tanto espacialmente quanto temporalmente. Essas depleções estão diretamente correlacionadas com as erupções solares observadas. Robert Jarolim, o pesquisador principal, destacou o impacto transformador do uso da IA neste contexto. As técnicas de IA para simulações numéricas permitem uma melhor incorporação de dados observacionais, o que tem um grande potencial para avançar ainda mais as capacidades de simulação.
A professora associada do Skoltech, Tatiana Podlachikova, enfatizou a importância da velocidade de computação. Essa velocidade promete melhorar a previsão do clima espacial e avançar nosso conhecimento do comportamento do sol.
A pesquisa realizada pelos cientistas da Universidade de Graz e do Skoltech representa um avanço notável no campo da física solar. Ao aproveitar o poder da IA e das redes neurais informadas pela física, a equipe conseguiu realizar simulações em tempo real do campo magnético coronal solar, revolucionando nossa capacidade de compreender a atividade solar.
Fonte:
https://phys.org/news/2023-07-artificial-intelligence-enables-insights-solar.html
