Saulės paviršiuje nuolatos atsiranda aktyvių sričių – zonų su susiraizgiusiais magnetiniais laukais, kurie stipriausi Saulės dėmėse. Iš aktyvių sričių kyla galingi žybsniai ir vainikiniai masės išmetimai. Šie reiškiniai gali sutrikdyti GPS sistemas, elektros tinklus ir kelti grėsmę astronautams.
Asociatyvi „Piabay“ nuotr.
Pernai ir šiemet Saulė išgyvena 11 metų aktyvumo ciklo piką, taigi tokie reiškiniai vyksta kaip reta dažnai, o planuojant žmonių sugrįžimą į Mėnulį ir įvairias kitas kosmines keliones, labai svarbu kuo geriau prognozuoti žybsnius, jų energingumą ir paleidimo kryptį. Dabartiniai prognozavimo įrankiai remiasi smulkaus masto magnetinio lauko savybėmis, kurios duoda prognozes tik kelioms valandoms į priekį.
Dabar mokslininkų grupė sukūrė sistemą PINNBARDS – fizikos dėsniais paremtą neuroninį tinklą, galintį prognozuoti aktyvių sričių atsiradimą savaitėmis anksčiau. Metodas remiasi svarbia aktyvių sričių savybe: jos Saulės paviršiuje atsiranda ne atsitiktinai, o telkiasi išilgai didelių juostų, arba toroidų, kurie šiek tiek vingiuodami supa Saulę daugmaž vienodos platumos zonoje. Šios juostos atspindi magnetines struktūras Saulės tachoklinoje – plonyčiame pereinamajame sluoksnyje tarp tolygiai besisukančio Saulės vidaus ir turbulentiškesnės išorinės konvekcijos zonos.
Problema ta, kad iš paviršiaus stebėjimų matome tik juostų geometrinę formą, bet ne pilną magnetohidrodinaminę būseną, reikalingą norint prognozuoti jų tolesnę raidą. PINNBARDS išsprendžia šį trūkumą: remdamasis Saulės dinamikos observatorijos magnetogramomis (magnetinio lauko išsidėstymo diagramomis) ir magnetohidrodinaminėmis lygtimis, tinklas rekonstruoja nematomą tachoklinos būseną, kuri apima magnetinio lauko kryptį, stiprumą, medžiagos judėjimą ir regiono storio variacijas.
Bandymai su 2024 metų vasario 14 dienos duomenimis parodė, kad PINNBARDS prognozė gerai atitinka vėliau stebėtas magnetinio lauko Saulės paviršiuje savybes. Apskritai geriausiai aktyvių sričių stebėjimus atitinka 20–30 kilogausų toroidiniai magnetiniai laukai, išsidėstę maždaug 10 laipsnių pločio juostomis; palyginimui, Žemės vidutinis magnetinio lauko stipris yra apie pusę gauso.
Rekonstruotos būsenos gali būti naudojamos kaip pradinės sąlygos modeliuoti tolesnę Saulės magnetinių struktūrų evoliuciją ir taip potencialiai numatyti, kur ir kada paviršiuje iškils pavojingos aktyvios sritys.
Tyrimo rezultatai publikuojami „The Astrophysical Journal“.
