La superficie del sol está cubierta de campos magnéticos invisibles. Estos campos crean patrones que se pueden comparar con una escritura apresurada, una caligrafía magnética. En esos patrones están cifradas las señales de las erupciones solares: explosiones gigantes que lanzan al espacio nubes de plasma (gas incandescente) y radiación. Al llegar a la Tierra, estas perturbaciones, denominadas viento solar, alteran el funcionamiento de satélites y redes eléctricas. La capacidad de predecir una erupción a tiempo se ha vuelto una necesidad urgente.

Durante mucho tiempo, los físicos no lograban descifrar qué patrones exactamente anunciaban el peligro. Las leyes básicas que relacionan el magnetismo y la electricidad se conocen como electromagnetismo (descubierto por Michael Faraday y James Clerk Maxwell). Sin embargo, cerca del Sol la situación es demasiado compleja. Fue entonces cuando entraron en juego el aprendizaje automático, en particular las redes neuronales convolucionales, sistemas que reconocen patrones en imágenes. Se entrenaron con miles de magnetogramas, imágenes de campo magnético de alta resolución obtenidas mediante polarimetría desde un satélite. La red aprendió a predecir las erupciones con 24 horas de antelación, pero su lógica seguía siendo un misterio. El método Grad-CAM, una herramienta de inteligencia artificial explicable, permitió resaltar las zonas de la imagen que más influían en la decisión de la red.

Resultó que la red destaca inconscientemente zonas donde el campo magnético está estructurado de una manera particular. En ellas, una polaridad («positivo») predomina notablemente sobre la otra («negativo»): el área del «positivo» es aproximadamente el doble de grande. Este desequilibrio es un indicio seguro de que allí ocurrirá una reconexión magnética, una reorganización brusca de las líneas de fuerza que libera una enorme cantidad de energía. La red neuronal captó el principio físico sin haber leído nunca un libro de texto.

Ahora, la IA explicable está pasando de ser una herramienta de depuración a un medio de investigación científica. Al examinar la caligrafía magnética del sol, los científicos no solo pueden buscar señales conocidas, sino también descubrir otras nuevas detectadas por el algoritmo. En el futuro, esto promete sistemas de alerta temprana que avisarán a pilotos, operadores de satélites y empresas eléctricas sobre una tormenta solar inminente.