Un importante passo avanti nella protezione delle infrastrutture tecnologiche terrestri arriva da una collaborazione tra il Southwest Research Institute e il National Center for Atmospheric Research. Grazie allo sviluppo di un nuovo strumento computazionale denominato PINNBARDS, gli scienziati sono ora in grado di compiere un primo passo fondamentale verso la previsione del meteorologia spaziale con un anticipo di diverse settimane rispetto ai modelli attuali, che solitamente offrono una finestra di allerta limitata a poche ore.
Il cuore di questa innovazione risiede nell’integrazione tra le leggi della fisica solare e le potenzialità delle reti neurali informate. Il sistema analizza le misurazioni magnetiche ottenute dal satellite Solar Dynamics Observatory della NASA e riesce a ricostruire le dinamiche profonde del Sole che precedono la comparsa delle regioni attive in superficie. Queste aree, caratterizzate da campi magnetici estremamente complessi e aggrovigliati, sono le principali responsabili dei brillamenti e delle espulsioni di massa coronale che possono colpire il nostro pianeta.
La ricerca si focalizza in particolare sulla tachocline, una sottile zona di transizione tra l’interno radiativo del Sole e lo strato convettivo più esterno. È proprio in questa regione profonda che si originano le strutture magnetiche che poi emergono visibilmente sulla fotosfera. Utilizzando l’intelligenza artificiale per invertire i dati osservati in superficie, PINNBARDS permette di mappare lo stato magnetico profondo e di prevedere dove e quando si manifesteranno le nuove perturbazioni.
La vera innovazione di PINNBARDS risiede nel suo essere una rete neurale informata dalla fisica. A differenza delle intelligenze artificiali convenzionali, questo sistema non si limita a elaborare grandi quantità di dati, ma è programmato per rispettare le leggi fisiche della magnetoidrodinamica. Utilizzando questa conoscenza per invertire i dati osservati in superficie, il modello permette di mappare lo stato magnetico profondo e di prevedere dove e quando si manifesteranno le nuove perturbazioni.”
Poter identificare con largo anticipo la latitudine e la longitudine di una regione attiva emergente è un fattore determinante per la sicurezza globale. La posizione geografica solare stabilisce infatti se le particelle cariche emesse durante un’esplosione siano dirette verso la Terra o verso altre aree del Sistema Solare. Un preavviso di settimane consentirebbe alle agenzie spaziali e ai gestori delle reti elettriche di mettere in atto protocolli di sicurezza molto più efficaci, salvaguardando i sistemi GPS, le comunicazioni satellitari e l’incolumità degli astronauti impegnati nelle future missioni di esplorazione umana.
[A cura di Daria Guidetti]
