È un pensiero affascinante da considerare.

Che aspetto aveva esattamente il Sole, secoli fa? cosa vedremmo, se gli astronomi ai tempi di Keplero e Galileo avessero una tecnologia moderna per monitorare il Sole attraverso lo spettro elettromagnetico, a loro disposizione?

Grazie alla moderna intelligenza artificiale, potrebbe esserci un modo per "vedere" effettivamente in che stato si trovava il Sole, molto indietro a quei tempi. Uno studio recente, intitolato "Generation of Modern Satellite Data from Galileo Sunspot Drawings in 1612 by Deep Learning" in uscita a febbraio 2021 nel Giornale Astrofisico dell'American Astronomical Society ha utilizzato una serie innovativa di deduzioni per confrontare schizzi di macchie solari con viste moderne da osservazioni terrestri e spaziali. Lo studio è stato condotto da Harim Lee della Kyung Hee University nella Repubblica della Corea del Sud.

Galileo e il Sole

I record di macchie solari rappresentano uno dei più lunghi insiemi di dati astronomici disponibili, risalendo alle osservazioni cinesi del 1128 d.C. Prima dell'era del telescopio, grande, le macchie solari ad occhio nudo venivano occasionalmente viste e registrate, mentre il sole smorzato splendeva attraverso un banco di nebbia basso o la foschia delle nuvole vicino all'alba o al tramonto.

Galileo tenne un meticoloso registro dell'attività delle macchie solari, abbozzando ciò che vide per diversi mesi a partire dall'estate del 1612. Nonostante la leggenda, la storia che Galileo divenne cieco osservando il Sole è apocrifa, invece, ha usato il metodo della proiezione, proiettando l'immagine del Sole attraverso un primitivo elioscopio in una stanza buia.

Certo, Galileo non aveva idea di cosa fossero esattamente le macchie solari. Oggi, sappiamo che queste regioni di flusso magnetico nella fotosfera solare sono più fredde delle aree circostanti, apparendo nero contro il volto abbagliante del Sole. Cosa c'è di più, la polarità dei gruppi e delle coppie di macchie solari non solo denota la loro associazione con un particolare ciclo solare di 11 anni, ma la loro apparizione in latitudine sulla faccia del Sole procede attraverso un ciclo, partendo presto dalle alte latitudini per poi dirigersi verso l'equatore solare, in quella che è nota come legge di Spörer. Il Sole inverte anche la polarità ogni ciclo di 11 anni, e due cicli (22 anni) equivalgono a un ciclo di Hale.

Oggi, missioni come il Solar Dynamics Observatory della NASA e il Solar Heliospheric Observatory (SOHO) congiunto NASA/Agenzia spaziale europea (ESA) monitorano il Sole attraverso lo spettro, intorno all'orologio. Questo ci dà un'immagine molto più solida e olistica di ciò che sta accadendo con il Sole. Grazie a queste missioni, ora sappiamo che l'attività delle macchie solari è intimamente connessa con altri fenomeni, includere le facole viste nella fotosfera alle spicole, protuberanze ed espulsioni di massa coronale osservate nella cromosfera solare superiore...

Ma come potrebbero essere stati effettivamente questi eventi invisibili, ai tempi di Galileo?

I ricercatori nello studio si sono resi conto che in realtà abbiamo un analogo moderno per colmare il divario tra vecchi e nuovi metodi che raccontano l'attività solare. Dal 1917, abili osservatori presso l'osservatorio di Mount Wilson nel sud della California hanno abbozzato la faccia del Sole, ogni giorno limpido. Questo viene fatto utilizzando la torre solare di 150 piedi sul terreno del complesso dell'osservatorio e, proprio come ai tempi di Galileo, gli schizzi vengono eseguiti utilizzando una proiezione del Sole in una stanza buia. Puoi sfogliare questo affascinante disco moderno online.

Allenare l'intelligenza artificiale per osservare il sole

I ricercatori si sono resi conto che questi schizzi sono ora eseguiti in concomitanza con osservazioni moderne attraverso lo spettro, dare ai programmi di intelligenza artificiale qualcosa contro cui "verificare i fatti". Utilizzando i disegni fatti del Sole dal 2011 al 2015 rispetto ai dati SDO, i ricercatori sono stati quindi in grado di "insegnare" al programma a replicare diagrammi ad ampio spettro con alta fedeltà. In definitiva, il modello di deep learning ha utilizzato un set di confronto di 1, 046 coppie di schizzi di macchie solari contro immagini SDO.

Successivamente il team lo ha trasformato sugli schizzi realizzati da Galileo, con risultati intriganti.

"I disegni storici delle macchie solari sono risorse molto importanti per comprendere l'attività solare passata, ", afferma Lee nel recente articolo sull'argomento. "I nostri risultati mostrano che le strutture bipolari dei magnetogrammi generati dall'IA sono coerenti con quelle di quelli originali e i loro flussi magnetici senza segno sono coerenti con quelli di quelli originali".

Questo potrebbe essere utilizzato anche in un contesto storico per raccogliere nuove intuizioni per altri eventi, come il Great Carrington Super-flare del 1859. Questo famigerato bagliore massiccio ha inviato aurore visibili a sud fino ai Caraibi, e indusse effettivamente abbastanza corrente da infiammare gli uffici del telegrafo.

Questa tecnica arriva in un momento affascinante per il Sole e la moderna attività solare, poiché il ciclo solare 25 sta appena iniziando sul serio nel 2021. Sarà abbagliante, o, come 24 prima, svanire? Guardando al futuro, si potrebbe anche applicare questo metodo per estrapolare come apparirebbe il Sole da semplici schizzi di macchie solari, dovremmo interrompere una qualsiasi delle attuali risorse spaziali.

È affascinante vedere la moderna astronomia high-tech assistita dalla low-tech, metodo occhio-mano per disegnare e registrare semplicemente ciò che vede l'osservatore, proiettato dall'oculare.