C'est une pensée fascinante à considérer.

A quoi ressemblait exactement le Soleil, il ya des siècles? Que verrions-nous, si les astronomes du temps de Kepler et Galilée disposaient d'une technologie moderne pour surveiller le Soleil à travers le spectre électromagnétique, à leur disposition ?

Grâce à l'intelligence artificielle moderne, il y a peut-être un moyen de "voir" dans quel état était le Soleil, bien en arrière dans ces jours d'autrefois. Une étude récente, intitulé "Génération de données satellitaires modernes à partir de dessins de taches solaires Galileo en 1612 par Deep Learning" en février 2021 dans le Journal d'astrophysique de l'American Astronomical Society a utilisé un ensemble innovant de déductions pour comparer des croquis de taches solaires avec des vues modernes à partir d'observations terrestres et spatiales. L'étude a été dirigée par Harim Lee de l'Université Kyung Hee en République de Corée du Sud.

Galilée et le Soleil

Les enregistrements de taches solaires représentent l'un des plus longs ensembles de données astronomiques disponibles, en remontant jusqu'aux observations chinoises en 1128 après J.-C. Avant l'ère du télescope, grand, les taches solaires à l'œil nu seraient parfois vues et enregistrées, alors que le soleil en sourdine brillait à travers un banc de brouillard bas ou une brume nuageuse près du lever ou du coucher du soleil.

Galilée a tenu un registre méticuleux de l'activité des taches solaires, esquissant ce qu'il vit pendant plusieurs mois à partir de l'été 1612. Malgré la légende, l'histoire selon laquelle Galilée est devenu aveugle en observant le Soleil est apocryphe - au lieu de cela, il a utilisé la méthode de projection, projetant l'image du Soleil à travers un hélioscope primitif dans une pièce sombre.

Bien sûr, Galilée n'avait aucune idée de ce qu'étaient exactement les taches solaires. Aujourd'hui, nous savons que ces régions de flux magnétique dans la photosphère solaire sont plus froides que les zones environnantes, apparaissant en noir sur la face éblouissante du Soleil. Quoi de plus, la polarité des groupes et paires de taches solaires n'indique pas seulement leur association avec un cycle solaire particulier de 11 ans, mais leur apparition en latitude sur la face du Soleil progresse selon un cycle, en partant très tôt des hautes latitudes pour se diriger ensuite vers l'équateur solaire, dans ce qu'on appelle la loi de Spörer. Le Soleil change également de polarité tous les cycles de 11 ans, et deux cycles (22 ans) équivalent à un cycle de Hale.

Aujourd'hui, des missions telles que l'observatoire de la dynamique solaire de la NASA et l'observatoire héliosphérique solaire (SOHO) conjoint de la NASA et de l'Agence spatiale européenne (ESA) surveillent le Soleil à travers le spectre, autour de l'horloge. Cela nous donne une image beaucoup plus robuste et holistique de ce qui se passe avec le Soleil. Grâce à ces missions, nous savons maintenant que l'activité des taches solaires est intimement liée à d'autres phénomènes, d'inclure les facules vues dans la photosphère aux spicules, protubérances et éjections de masse coronale observées dans la chromosphère solaire supérieure…

Mais à quoi ces événements invisibles ont-ils pu ressembler, au temps de Galilée ?

Les chercheurs de l'étude ont réalisé que nous disposions en fait d'un analogue moderne pour combler le fossé entre les anciennes et les nouvelles méthodes de chronique de l'activité solaire. Depuis 1917, des observateurs qualifiés de l'observatoire du mont Wilson, dans le sud de la Californie, ont esquissé le visage du Soleil, chaque jour clair. Cela se fait à l'aide de la tour solaire de 150 pieds sur le terrain du complexe de l'observatoire et, tout comme à l'époque de Galilée, le croquis se fait à l'aide d'une projection du Soleil dans une pièce sombre. Vous pouvez parcourir ce fascinant dossier moderne en ligne.

Entraîner l'IA à observer le soleil

Les chercheurs se sont rendu compte que ces croquis sont maintenant réalisés en même temps que les observations modernes à travers le spectre, donner aux programmes d'intelligence artificielle quelque chose pour « vérifier les faits ». En utilisant des dessins faits du Soleil de 2011 à 2015 par rapport aux données SDO, les chercheurs ont ensuite pu « enseigner » le programme à reproduire des diagrammes à large spectre avec une haute fidélité. Finalement, le modèle d'apprentissage en profondeur a utilisé un ensemble de comparaison de 1, 046 paires de croquis de taches solaires par rapport à des images SDO.

Ensuite, l'équipe a tourné cela sur les croquis réalisés par Galileo, avec des résultats intrigants.

"Les dessins historiques des taches solaires sont des ressources très importantes pour comprendre l'activité solaire passée, ", déclare Lee dans un article récent sur le sujet. "Nos résultats montrent que les structures bipolaires des magnétogrammes générés par l'IA sont cohérentes avec celles des magnétogrammes d'origine et que leurs flux magnétiques non signés sont cohérents avec ceux des originaux."

Cela pourrait également être utilisé dans un contexte historique pour glaner de nouvelles perspectives pour d'autres événements, comme la super-éruption de Great Carrington de 1859. Cette infâme éruption massive a envoyé des aurores visibles aussi loin au sud que les Caraïbes, et en fait induit assez de courant pour mettre le feu aux bureaux télégraphiques.

Cette technique arrive à un moment fascinant pour le Soleil et l'activité solaire moderne, alors que le cycle solaire 25 ne fait que commencer sérieusement en 2021. Est-ce qu'il éblouira, ou — comme 24 avant elle — pétiller ? En regardant vers l'avenir, cette méthode pour extrapoler à quoi ressemblerait le Soleil à partir de simples croquis de taches solaires pourrait également être appliquée, devrions-nous abandonner l'un des actifs spatiaux actuels.

C'est fascinant de voir l'astronomie high-tech moderne assistée par le low-tech, méthode œil-main consistant simplement à dessiner et à enregistrer ce que l'observateur voit, projeté par l'oculaire.