Slnko je zdrojom života, tepla a svetla, no zároveň je to nepredvídateľný jadrový giga reaktor, ktorý dokáže v zlomku sekundy uvoľniť energiu rovnajúcu sa miliardám vodíkových bômb.
Tieto prejavy vesmírneho hnevu, známe ako slnečné búrky, predstavujú jednu z najväčších prírodných hrozieb pre našu modernú, na technológiách závislú civilizáciu.
Doteraz sme ich príchod dokázali predpovedať len s obmedzenou presnosťou. To sa však môže zmeniť vďaka prelomovej spolupráci medzi NASA a IBM, ktorá využíva umelú inteligenciu na vytvorenie prvého skutočne efektívneho varovného systému. Model Surya nečaká, kým sa búrka priblíži k Zemi. Pozerá sa priamo na jej zdroj a dáva nám varovanie s náskokom, o akom sme predtým mohli len snívať.
Čo je to slnečná búrka?
Slnečná búrka nie je búrka v meteorologickom zmysle. Je to súhrnný názov pre niekoľko javov, ktoré sa odohrávajú na Slnku a ktorých následky môžu zasiahnuť Zem.
1. Slnečné erupcie (Solar Flares): Predstavte si ich ako gigantické záblesky na povrchu Slnka. Ide o náhle a intenzívne výbuchy elektromagnetického žiarenia (röntgenové a ultrafialové lúče), ktoré sa vesmírom šíria rýchlosťou svetla.
Keďže Zem je od Slnka vzdialená približne 8 svetelných minút, o erupcii sa dozvieme prakticky v momente, keď sa stane. Jej primárnym dôsledkom je ionizácia hornej vrstvy našej atmosféry, čo môže spôsobiť rozsiahle výpadky vysokofrekvenčnej rádiovej komunikácie, ktorú využívajú napríklad lietadlá alebo armáda.
2. Výrony koronálnej hmoty (Coronal Mass Ejections – CME): Toto je skutočné nebezpečenstvo. Kým erupcia je záblesk svetla a žiarenia, CME je fyzický výron obrovského oblaku plazmy – miliárd ton nabitých častíc a magnetického poľa – ktorý je vymrštený zo slnečnej koróny do vesmíru rýchlosťou miliónov kilometrov za hodinu.
Na rozdiel od erupcie, CME cestuje oveľa pomalšie. Kým dorazí k Zemi, trvá to zvyčajne jeden až štyri dni. Práve tento časový úsek nám dáva šancu sa pripraviť. Slnečná búrka v plnej sile nastáva, keď je masívny CME nasmerovaný priamo na Zem.
Prečo by sme sa mali obávať?
Naša planéta má našťastie ochranný štít – magnetosféru. Toto magnetické pole odkláňa väčšinu slnečného vetra a menších búrok. Extrémne silný CME však dokáže tento štít zdeformovať a stlačiť, čo vyvolá silnú geomagnetickú búrku s katastrofálnymi následkami.
- Elektrické rozvodné siete: Rýchlo sa meniace magnetické pole Zeme indukuje v dlhých vodičoch na povrchu silné elektrické prúdy (GIC – Geomagnetically Induced Currents). Tieto prúdy môžu preťažiť a zničiť vysokonapäťové transformátory, kľúčové komponenty elektrickej siete. Následkom môžu byť rozsiahle a dlhotrvajúce výpadky prúdu (blackouty).
- Satelity a GPS: Nabité častice môžu poškodiť citlivú elektroniku satelitov, zatiaľ čo zvýšený odpor v atmosfére môže zmeniť ich obežnú dráhu. To priamo ohrozuje satelitnú komunikáciu, televízne vysielanie a predovšetkým GPS, od ktorého závisí nielen navigácia, ale aj presné časovanie finančných transakcií, logistika či fungovanie mobilných sietí.
- Letecká doprava: Piloti na transpolárnych letoch by boli vystavení zvýšenej úrovni radiácie. Letecké spoločnosti sú pri varovaní nútené odkláňať lety na južnejšie a dlhšie trasy, čo vedie k zvýšeným nákladom a meškaniam.
Historickým mementom je tzv. Carringtonova udalosť z roku 1859, najsilnejšia zaznamenaná slnečná búrka v histórii. Vtedy zlyhali telegrafné siete po celom svete, operátori dostávali elektrické šoky a z niektorých prístrojov dokonca šľahali plamene. Ak by búrka takejto sily zasiahla Zem dnes, podľa odhadov by spôsobila škody v biliónoch dolárov a obnova kľúčovej infraštruktúry by mohla trvať mesiace až roky.
Od reakcie k prognóze s modelom Surya
Doterajšie modely sa zameriavali skôr na reakciu. Dokázali sme detegovať CME, keď už opustilo Slnko, a následne sa snažili s obmedzenou presnosťou predpovedať jeho dopad na Zem, často len s niekoľkodesaťminútovým varovaním pred samotným úderom.
Model Surya (v preklade zo sanskritu „Slnko“) toto všetko mení. Je to takzvaný heliofyzikálny základný model, čo znamená, že nejde o úzko špecializovaný nástroj na jednu úlohu. Je to rozsiahla AI, trénovaná na obrovskom množstve dát, ktorú je možné následne doladiť na riešenie mnohých špecifických problémov.
Základom pre jeho tréning bol masívny, špeciálne upravený dataset s názvom SPoCK (Sunspot Photospheric and Coronal Kew), ktorý obsahuje viac ako 36 miliónov segmentov snímok zo Slnečného dynamického observatória (SDO) NASA. Surya sa vďaka nemu naučil rozumieť komplexnej fyzike slnečného povrchu.
Čo dokáže Surya?
Namiesto čakania na to, čo k nám doletí, sa Surya pozerá priamo na zdroj problémov – na aktívne oblasti na Slnku. Jeho kľúčová schopnosť, ktorá predstavuje revolúciu v predpovedaní, je predpoveď slnečných erupcií s 24-hodinovým predstihom.
Surya dokáže analyzovať snímky slnečného povrchu a s vysokou spoľahlivosťou určiť pravdepodobnosť, že v konkrétnej aktívnej oblasti (napríklad v okolí slnečnej škvrny) dôjde v nasledujúcich 24 hodinách k silnej slnečnej erupcii triedy M alebo X (najsilnejšie kategórie).
Toto je fundamentálny posun. Namiesto 30-minútového varovania pred dopadom búrky na Zem získavame 24-hodinové varovanie pred jej možným vznikom. Tento časový náskok dáva operátorom infraštruktúry bezprecedentné možnosti na prípravu.
Ako základný model má Surya aj ďalšie schopnosti:
- Dokáže klasifikovať typy slnečných škvŕn.
- Identifikuje koronálne diery (zdroje rýchleho slnečného vetra).
- Pomáha modelovať vývoj aktívnych oblastí na Slnku.
Jedným z najdôležitejších aspektov tohto projektu je jeho otvorenosť. IBM a NASA sa rozhodli zverejniť model Surya aj dataset SPoCK na platformách ako Hugging Face či GitHub. Tým umožňujú vedcom z celého sveta využívať tento nástroj, overovať ho a ďalej ho vylepšovať, čo dramaticky urýchli pokrok v celej oblasti.
Cieľ je jasný. Hoci Surya zatiaľ exceluje v predpovedaní slnečných erupcií, je to kľúčový krok k svätému grálu heliofyziky – spoľahlivému predpovedaniu výronov koronálnej hmoty (CME). Keďže silné erupcie sú často spojené s CME, presná predpoveď jedného nám pomôže predpovedať aj druhé.
Inteligentný strážca našej budúcnosti
Surya neeliminuje hrozbu zo Slnka, ale dáva nám do rúk nástroj, ktorý mení pravidlá hry. Posúva nás od pasívneho čakania na úder k proaktívnej obrane. Už nie sme len v pozícii toho, kto sleduje letiacu „delovú guľu“, ale stávame sa pozorovateľom, ktorý vďaka umelej inteligencii vidí priamo na delo a dokáže odhadnúť, kedy vystrelí. Tento obrovský skok v predpovedných schopnostiach je našou najlepšou poistkou na ochranu zraniteľnej technologickej infraštruktúry pred nevyhnutnou kozmickou búrkou, ktorá sa blíži.