Yapay Zeka Destekli Güneş Manyetik Alan Modellemesi Uzay Hava Tahminlerini Güçlendiriyor

Hawaii Üniversitesi Astronomi Enstitüsü'nden (IfA) araştırmacılar, Güneş'in manyetik alanının üç boyutlu haritalarını daha yüksek ayrıntı seviyesinde oluşturmak için yapay zekayı (YZ) kullanan yeni bir metodoloji geliştirdi. Bu yenilikçi yaklaşım, Daniel K. Inouye Güneş Teleskobu'ndan (DKIST) elde edilen verileri kullanan bilimsel çalışmaları desteklemeyi amaçlıyor. Çalışmanın bulguları, saygın bilimsel yayın organlarından The Astrophysical Journal'da yayımlandı.

IfA'nın baş araştırmacısı ve doktora adayı Kai Young, bu gelişmenin kritik önem taşıdığını vurguladı. Özellikle mevcut dönemde Güneş, Dünya üzerindeki teknolojilerin işleyişini aksatabilecek güçlü bir uzay hava kaynağı olmaya devam ediyor. Güneş'in manyetik alanı, güneş patlamaları ve kütle atımları (KMA) gibi yıkıcı olayların temel itici gücüdür. Bu olaylar, uydu sistemleri, enerji şebekeleri ve küresel iletişim altyapıları için ciddi riskler teşkil etmektedir.

Geleneksel yöntemlerle Güneş'in manyetik alanını ölçmek, temel zorluklarla karşı karşıyadır. Bu zorluklar arasında, alanın eğim yönünün belirlenmesindeki belirsizlik (alanın bize mi yoksa bizden mi uzaklaştığı) ve manyetik yapıların gerçek yüksekliğinin tespitindeki karmaşıklık yer alır. Bu kısıtlamalar, güvenilir tahminler yapılması için elzem olan doğru üç boyutlu modellerin oluşturulmasını engellemekteydi.

Bu engelleri aşmak amacıyla ekip, Haleakalā Çözümleme Kod Çözücüsü (Haleakalā Disambiguation Decoder) adını verdikleri bir makine öğrenimi sistemi geliştirdi. Bu algoritma, ampirik gözlemsel verileri, manyetik alanların kapalı ve sürekli döngüler oluşturduğu yönündeki fiziksel yasayla birleştiriyor. Bu fiziksel kısıtlama, YZ sisteminin, alan yönünün belirlenmesindeki 180 derecelik azimut belirsizliğini çözmesine ve manyetik katmanların gerçek yüksekliğini yüksek doğrulukla tahmin etmesine olanak tanıyor.

Geliştirilen bu yöntemin etkinliği, sakin bölgelerden aktif bölgelere ve güneş lekelerine kadar geniş bir yelpazeyi kapsayan karmaşık bilgisayar simülasyonlarında kanıtlandı. YZ'nin verileri yorumlama konusundaki bu gelişmiş yeteneği, özellikle Hawaii'deki Mauna Kea zirvesinde konumlanan DKIST teleskobundan alınan ultra yüksek çözünürlüklü görüntüler ışığında büyük değer taşıyor. Haleakalā Çözümleme Kod Çözücüsü'nün kullanılması, bilim insanlarının Güneş'in manyetosferinin daha güvenilir bir üç boyutlu haritasını çıkarmasına ve güneş atmosferindeki vektör elektrik akımlarını saptamasına imkan tanıyor. Bu da güçlü güneş patlamalarını tetikleyen mekanizmaların daha net anlaşılmasını sağlıyor.

Uzay hava tahminlerindeki hassasiyet artışının pratik yansımaları mevcuttur. Aralık 2019'da başlayan ve NOAA tarafından revize edilen tahminlere göre Kasım 2024 ile Mart 2026 arasında zirveye ulaşması beklenen 25. Güneş Döngüsü göz önüne alındığında, bu gelişme hayati önem taşımaktadır. YZ teknolojisi sayesinde elde edilen güneş olaylarının tetikleyicilerine dair iyileştirilmiş kavrayış, altyapıyı korumak ve önceden uyarılar yapmak için kritik bir öneme sahiptir. Bu hesaplama yükünün büyüklüğü, NSF Cheyenne süper bilgisayarında 10 milyondan fazla işlemci saati kullanılarak oluşturulan SPIn4D projesinin 120 terabaytlık simüle edilmiş gözlem verileriyle de gözler önüne serilmektedir.