NASA und IBM präsentieren neuen Open-Source-KI-Modell zur Vorhersage von Sonnenstürmen

Die NASA und IBM haben einen neuen, offenen KI-Modell namens Surya vorgestellt, das die Vorhersage von Sonnenereignissen wie Sonnenstürmen und Sonnenflares revolutionieren könnte. Surya wurde mit über 250 Terabyte hochauflösender Sonnenbeobachtungsdaten aus dem NASA-Solar Dynamics Observatory (SDO) trainiert, das seit 2010 kontinuierlich die Sonne in verschiedenen Wellenlängen beobachtet. Das Modell kann Sonnenflares bis zu zwei Stunden im Voraus vorhersagen und dabei deren Position, Form und Stärke genau angeben. Dies stellt einen bedeutenden Fortschritt gegenüber bestehenden Methoden dar, die oft nur begrenzte Vorhersagezeiten bieten. Sonnenstürme, die durch Sonnenflares und koronale Massenauswürfe verursacht werden, können erhebliche Schäden an Satelliten, Stromnetzen und Funkkommunikationssystemen verursachen. Laut einer Analyse von Lloyd’s könnte ein schwerer Sonnensturm weltweit innerhalb von fünf Jahren Schäden in Höhe von 2,4 Billionen US-Dollar verursachen. Obwohl die Ursachen für diese Ereignisse bekannt sind – insbesondere magnetische Unstabilitäten in der Sonnenoberfläche – bleibt die genaue Zeit ihrer Auslösung ein zentrales Problem. Wie die Astrophysikerin Louise Harra von der ETH Zürich betont, können Wissenschaftler zwar erkennen, dass ein Flare bevorsteht, aber nicht, wann genau er erfolgen wird. Surya könnte hier Abhilfe schaffen, indem es verborgene Muster in den Daten erkennt, die menschliche Forscher möglicherweise übersehen. Surya ist kein spezialisierter Modell für eine einzige Aufgabe, sondern ein grundlegendes KI-Modell, das wie ein generatives Werkzeug agiert. Es kann nicht nur Flares vorhersagen, sondern auch helfen, die Wechselwirkungen zwischen Sonnenwetter und Erde besser zu verstehen. So könnte es Hinweise auf Zusammenhänge zwischen Sonnenaktivität und Blitzbildung liefern. Juan Bernabé-Moreno von IBM sieht darin ein großes Potenzial, Surya mit früheren Modellen zur Erdsystemvorhersage zu kombinieren, um komplexe Wechselwirkungen zwischen Sonnen- und Erdwetter zu entschlüsseln. Ein weiterer Vorteil von Surya ist seine Offenheit: Als Open-Source-Projekt auf GitHub (https://github.com/NASA-IMPACT/Surya) ermöglicht es der wissenschaftlichen Gemeinschaft, das Modell zu nutzen, zu verbessern und neue Anwendungen zu finden. Obwohl Surya derzeit auf Daten aus dem vorherigen Sonnenzyklus trainiert ist, planen die Entwickler, es kontinuierlich mit neuen Daten aus dem aktuellen Zyklus 25 zu aktualisieren. Dies könnte die Vorhersagegenauigkeit weiter steigern. Die Einführung von Surya folgt auf eine kürzlich durchgeführte Simulation, bei der die Schwächen der aktuellen Vorhersagekapazitäten für Sonnenstürme deutlich wurden. Surya könnte nun eine entscheidende Rolle bei der Verbesserung der Vorbereitungszeit für solche Ereignisse spielen. Obwohl zwei Stunden Vorwarnzeit nicht ausreichen, um alle Schäden zu vermeiden, sind sie entscheidend für die Abschaltung empfindlicher Systeme oder den Schutz von Astronauten im All. Wie Bernabé-Moreno sagt: „Das Wichtigste ist, dass die Gemeinschaft das Modell nutzen und neue Anwendungen finden wird.“ Surya könnte damit nicht nur die Sonnenforschung, sondern auch unser Verständnis von Sternen und kosmischen Prozessen insgesamt erweitern.