Une nouvelle technologie d’intelligence artificielle permet d’observer les régions actives solaires pour anticiper plus tôt les événements météorologiques spatiaux. Grâce à une recherche conjointe menée par l’Institut de recherche du sud-ouest (SwRI) et le Centre national de recherche atmosphérique financé par la National Science Foundation (NSF-NCAR), un outil appelé PINNBARDS — un réseau neuronal guidé par la physique — a été développé pour relier les observations de la surface solaire aux dynamiques magnétiques profondes du Soleil. Les images montrent deux motifs toroïdaux déformés, observés dans les hémisphères nord et sud, à partir des données du télescope HMI de la mission Solar Dynamics Observatory (SDO). Les résultats obtenus par PINNBARDS (centres) révèlent des vecteurs magnétiques (flèches noires) superposés à des protubérances (rouge) et des dépressions (bleu), correspondant fidèlement aux bandes toroïdales observées. Le champ de vitesse, indiqué par des flèches noires sur l’image de droite, fournit des indices essentiels sur les sources globales des régions actives responsables des tempêtes spatiales. Ces tempêtes, causées par des éruptions solaires et des éjections de masse coronale, peuvent perturber les systèmes GPS, les réseaux électriques, les satellites et la sécurité des astronautes. « Comprendre où et quand de grandes régions actives, capables de produire des éruptions, apparaîtront sur le Soleil, reste un défi majeur en hélio-physique », explique le Dr Subhamoy Chatterjee, scientifique débutant au SwRI et co-auteur d’un article publié dans l’Astrophysical Journal. Ces régions, caractérisées par des champs magnétiques enchevêtrés, sont à l’origine d’événements solaires violents pouvant entraîner des perturbations spatiales dangereuses. Les régions actives ne surgissent pas au hasard. Elles se regroupent le long de vastes bandes magnétiques toroïdales, déformées. En utilisant des mesures magnétiques du 14 février 2024, fournies par l’imagerie HMI du SDO, l’équipe a montré qu’il est possible d’inverser les motifs de surface pour reconstruire des états critiques situés en profondeur dans le Soleil. Contrairement aux outils actuels, qui ne détectent que des signes magnétiques à petite échelle, prévisibles seulement quelques heures avant une éruption, PINNBARDS relie les observations de surface aux dynamiques magnétiques profondes situées dans la tachocline — une fine couche de transition entre le noyau radiatif, en rotation uniforme, et la zone de convection externe, plus turbulente. En reliant les données magnétiques globales à la physique sous-jacente, ce nouvel outil, basé sur l’intelligence artificielle et guidé par les lois physiques, ouvre la voie à une nouvelle génération d’outils de prévision. Il permettrait d’anticiper l’apparition de régions actives majeures jusqu’à plusieurs semaines à l’avance. « Les états reconstruits en profondeur par PINNBARDS fournissent des conditions initiales pour des simulations dynamiques du champ magnétique solaire, permettant ainsi de prédire avec une plus grande avance où et quand ces régions éruptives apparaîtront », affirme le Dr Mausumi Dikpati, scientifique principale au NSF-NCAR et responsable de l’équipe. La latitude et la longitude d’émergence de ces régions sont cruciales, car elles déterminent si les particules solaires éjectées atteindront notre région du système solaire. Cette avancée représente une étape fondamentale vers une meilleure protection des infrastructures technologiques et des missions spatiales humaines.