Alors que l’humanité tourne son regard vers la Lune et les étoiles pour l’exploration future, la prévision de la météo spatiale, principalement influencée par le Soleil, devient une nécessité. Une équipe d’astrophysiciens et de data scientists de la NASA a mis au point un modèle d’apprentissage automatique novateur. Ce système est capable de prédire l’émergence de régions actives à la surface du Soleil jusqu’à 12 heures avant leur apparition, une avancée cruciale pour anticiper les tempêtes spatiales et leurs impacts.
Alors que l’humanité tourne son regard vers la Lune et les étoiles pour l’exploration future, la prévision de la météo spatiale, principalement influencée par le Soleil, devient une nécessité. Une équipe d’astrophysiciens et de data scientists de la NASA a mis au point un modèle d’apprentissage automatique novateur. Ce système est capable de prédire l’émergence de régions actives à la surface du Soleil jusqu’à 12 heures avant leur apparition. Cette avancée est cruciale pour anticiper les tempêtes spatiales et leurs impacts sur Terre et pour l’exploration.
Le Soleil, moteur des tempêtes spatiales
Le Soleil est le siège d’une activité constante. Des concentrations intenses de champs magnétiques localisés peuvent soudainement percer la surface solaire, formant ainsi des taches solaires. Ces taches sont les manifestations visibles des régions actives, qui sont les principaux moteurs des événements météorologiques spatiaux intenses tels que les éruptions solaires et les éjections de masse coronale. Ces phénomènes libèrent des ondes de rayonnement de haute énergie et des particules chargées qui traversent l’espace, engendrant des tempêtes capables de menacer les astronautes, de désactiver les satellites et de perturber les communications radio sur Terre.
COFFIES : l’intelligence artificielle au service de la prédiction
Le projet COFFIES (Consequence Of Fields and Flows in the Interior and Exterior of the Sun) de la NASA, un centre scientifique DRIVE (Diversify, Realize, Integrate, Venture, Educate), a rassemblé une équipe de chercheurs de l’Institut de Technologie du New Jersey (NJIT), de l’Université de Princeton et du Centre de Recherche Ames de la NASA. Cette collaboration a permis de développer une architecture d’intelligence artificielle avancée, conçue pour capturer les changements subtils et temporels sur la surface solaire avant qu’une région active ne se forme. L’analyse des données capturées par l’observatoire solaire SDO (Solar Dynamics Observatory) de l’agence, associée aux ressources de supercalculateurs de NASA Ames, a été fondamentale. Cette nouvelle approche a été publiée dans le Journal of Geophysical Research: Machine Learning and Computation.
Détecter l’invisible : les ondes acoustiques comme précurseurs
La méthode développée par COFFIES se concentre sur les fluctuations des ondes acoustiques causées par les régions de taches solaires lorsqu’elles se forment sous la surface solaire et commencent leur ascension. « Nous ne pouvons pas voir directement la structure magnétique pendant qu’elle monte encore à travers l’intérieur solaire », explique Alexander Kosovichev, co-investigateur de COFFIES au NJIT. « Au lieu de cela, nous devons rechercher des effets indirects – de très petits changements dans le champ magnétique et dans le motif des ondes acoustiques voyageant continuellement à travers le Soleil. » La technique identifie les précurseurs associés à une région active émergente par de légers changements dans la puissance acoustique du Soleil. M. Kosovichev compare ce phénomène à une « légère modification du rythme au sein d’un orchestre très bruyant ».
Vers une meilleure protection de nos infrastructures spatiales
Actuellement, les prévisions opérationnelles sont établies notamment par le Centre de Prévision Météorologique Spatiale de la National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA). L’intégration de cette nouvelle capacité de prédiction, capable d’anticiper l’émergence des régions actives jusqu’à 12 heures à l’avance, représente une avancée significative. Une meilleure anticipation des éruptions solaires et des éjections de masse coronale permettrait une préparation accrue, protégeant ainsi plus efficacement les astronautes des futures missions lunaires et martiennes, les satellites de communication et de navigation, ainsi que les réseaux électriques et de communication terrestres contre les perturbations potentielles. Cette technologie ouvre la voie à des systèmes d’alerte plus robustes, essentiels à la poursuite de l’exploration spatiale et à la résilience de nos technologies modernes.
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