NASA·IBM, 태양 폭풍 조기 경보 위한 AI 모델 ‘수리야’ 공개

미국 항공우주국(NASA)과 IBM가 공동으로 기계 학습을 통해 태양 데이터의 숨겨진 패턴을 발견하고 태양 폭풍의 발생을 예측하는 AI 모델을 개발했다. 대규모 태양 폭풍은 우리 삶에 큰 영향을 미칠 수 있다는 점에서 발생 시기와 규모를 정확하게 예측하는 것이 매우 중요하다.

NASA와 IBM이 태양의 물리 현상과 기상 패턴을 더 정확히 이해하고 예측할 수 있도록 돕는 오픈소스 기계 학습 모델 ‘수리야(Surya)’를 발표했다.

이 모델은 NASA가 10년 넘게 축적한 태양 관측 데이터를 기반으로 훈련됐으며, 위험한 태양 플레어가 지구에 영향을 미칠 가능성이 클 때 과학자들에게 조기 경고를 제공하는 것을 목표로 한다.

태양 폭풍은 태양이 방출하는 에너지와 입자 때문에 발생한다. 이로 인해 태양 플레어나 느리게 이동하는 코로나 질량 방출이 일어나 전파 신호를 방해하고, 위성 컴퓨터에 오류를 일으키며, 강력한 방사선으로 우주비행사를 위협할 수 있다. 다만 이를 근본적으로 막을 방법은 없다. 따라서 발생 시점을 예측하는 것이 피해를 줄일 수 있는 유일한 대응책이다.

루이스 하라 스위스 취리히공과대학(ETH) 천체물리학과 교수는 “플레어는 언제 분출할지가 항상 핵심 문제”라며 “과학자들은 태양의 이미지만 봐도 그것의 발생 가능성을 가늠할 수 있지만, 정확한 시점과 강도를 맞추기는 훨씬 어렵다”고 말했다. 그는 작은 규모의 플레어만으로도 주기적으로 지역 통신 장애가 발생할 수 있으며, 초대형 슈퍼스톰이 발생할 경우 위성이 궤도에서 이탈하고 전력망이 붕괴되는 등 막대한 피해가 발생할 수 있다고 경고했다. 일부 태양 과학자들은 이러한 규모의 슈퍼스톰이 이미 ‘예정일’을 넘겼다고 보고 있다.

연구팀은 NASA의 태양 관측 위성 ‘솔라 다이내믹스 옵서버토리(SDO)’가 수집한 다파장 이미지를 기반으로 250테라바이트에 달하는 방대한 데이터세트를 활용해 수리야를 학습시켰다. 초기 실험 결과, 수리야는 태양 플레어를 최대 2시간 전에 예측할 수 있는 것으로 나타났다.

프로젝트를 이끈 IBM 인공지능(AI) 연구원 후안 베르나베 모레노 박사는 “수리야는 태양 플레어의 모양, 위치, 강도를 예측할 수 있다”며 “2시간이 충분하지 않을 수 있지만 매 순간은 중요하다”고 강조했다. IBM은 블로그를 통해 “수리야가 최적화될 경우 경고 시간을 최대 두 배까지 늘릴 수 있다”며 데이터 확충과 정밀 조정을 통해 성능이 더욱 개선될 것이라고 밝혔다.

하라 교수는 “태양 플레어와 같은 현상을 일으키는 조건은 알지만, 특정 시점에 왜 발생하는지는 아직 모른다”며 “우리는 미세한 불안정성이 존재한다는 사실만 알 뿐”이라고 설명했다. 연구진은 수리야가 기존 기법보다 빠르게 이러한 불안정성의 근본 패턴을 포착해 인류에게 대응 시간을 벌어줄 것으로 기대하고 있다.

모레노 박사는 태양 기상 연구를 넘어 다른 응용 가능성에도 주목했다. 그는 “태양 기상이 번개 발생에 영향을 미친다는 일부 증거가 있다”며 “기상 현상 간 상호작용을 규명하는 것이 앞으로의 과제”라고 말했다.

NASA와 IBM은 수리야가 특정 태양 물리학 지식을 사전에 주입받지 않은 ‘기초 모델’이라는 점에 주목한다. 이는 챗GPT와 같은 범용 대형언어모델(LLM)이 다양한 작업을 처리하듯, 수리야도 태양 관측 데이터에서 새로운 패턴을 찾아낼 수 있다는 의미다. 연구진은 나아가 수리야가 다른 별과 천체의 구조까지 새롭게 이해하는 데 기여할 것으로 기대하고 있다.

모레노 박사는 “태양을 이해하는 것은 다른 많은 별들을 이해하는 하나의 대리 수단”이라며 “우리는 태양을 거대한 실험실로 보고 있다”고 강조했다.

The post NASA·IBM, 태양 폭풍 조기 경보 위한 AI 모델 ‘수리야’ 공개 appeared first on MIT 테크놀로지 리뷰 | MIT Technology Review Korea.