TL;DR:

– Ученые из Университета Граца и Сколтеха использовали искусственный интеллект для моделирования магнитного поля Солнца в режиме реального времени, что произвело революцию в солнечной физике.

– Объединив данные наблюдений с моделью магнитного поля без физической силы, команда получила всестороннее представление о поведении Солнца и его влиянии на космическую погоду.

– Моделирование солнечной активности в реальном времени позволяет проводить расширенный анализ и прогнозирование явлений космической погоды.

– Исследование продемонстрировало временная эволюция свободной магнитной энергии в корональном объеме Солнца, что дает ценную информацию о солнечных извержениях.

- Использование методов искусственного интеллекта и нейронных сетей, основанных на физике, предлагает преобразующий потенциал для расширения возможностей моделирования.

Главные новости ИИ:

Благодаря новаторскому сотрудничеству между Университетом Граца и Сколтехом ученые совершили крупный прорыв в физике Солнца благодаря гениальному использованию искусственного интеллекта (ИИ). Их новаторское исследование, опубликованное в журнале Nature Astronomy, демонстрирует замечательный потенциал ИИ в моделировании магнитного поля верхних слоев атмосферы Солнца в квазиреальном времени. Это достижение имеет огромные перспективы для улучшения нашего понимания поведения Солнца и его глубокого влияния на космическую погоду с далеко идущими последствиями для важнейших инфраструктур, таких как электричество, авиация и космические технологии.

В основе космической погоды лежит солнечное магнитное поле, действующее как главный катализатор разрушительных явлений. Суровые явления космической погоды, способные нанести ущерб нашей инфраструктуре, происходят из областей солнечной активности — областей, окружающих солнечные пятна, где мощные магнитные поля пронизывают поверхность Солнца. В настоящее время наши наблюдательные возможности ограничены измерением магнитного поля исключительно на поверхности Солнца. Однако накопление и высвобождение энергии происходит выше в солнечной атмосфере, в частности, в солнечной короне.

Используя возможности нейронных сетей, основанных на физике, команда исследователей успешно интегрировала данные наблюдений с моделью магнитного поля без физической силы. Эта новаторская интеграция способствовала всестороннему пониманию сложной связи между наблюдаемыми явлениями и основной физикой, управляющей активностью Солнца. Отмечая важную веху в физике Солнца, эта передовая методология теперь открывает новые границы для численного моделирования Солнца.

Во время своего исследования исследователи смоделировали эволюцию наблюдаемой солнечной активной области и поразительно продемонстрировали способность выполнять бессиловое моделирование магнитного поля в режиме реального времени. Еще более впечатляющим является тот факт, что этот процесс потребовал менее 12 часов вычислительного времени для моделирования серии наблюдений, охватывающих пять дней. Эта беспрецедентная скорость позволяет ученым заниматься анализом и прогнозированием солнечной активности в реальном времени, тем самым повышая наши возможности прогнозировать явления космической погоды.

Расширяя свое исследование, команда углубилась во временную эволюцию свободной магнитной энергии в корональном объеме — аспект, напрямую связанный с солнечными извержениями, такими как выбросы корональной массы. Эти события связаны с выбросом огромных плазменных облаков из атмосферы Солнца, летящих со скоростью от 100 до 3500 км/с. Подтверждая надежность и точность методологии, сравнение с наблюдениями в экстремальном ультрафиолете выявило значительное истощение свободной магнитной энергии как в пространстве, так и во времени, что находится в прямой корреляции с наблюдаемыми солнечными извержениями.

Роберт Джаролим, ведущий исследователь, подчеркнул революционный скачок вперед, который стал возможен благодаря включению искусственного интеллекта в их работу. Используя методы искусственного интеллекта в численном моделировании, исследователи легко интегрируют данные наблюдений, предоставляя беспрецедентные возможности для расширения возможностей моделирования и расширения нашего понимания тонкостей Солнца.

Доцент Татьяна Подлачикова из Сколтеха подчеркнула огромные перспективы скорости вычислений, достигнутой в этом исследовании. Этот замечательный подвиг предлагает потенциал, чтобы произвести революцию в прогнозировании космической погоды и углубить наши знания о динамическом поведении Солнца.

Заключение:

Успешное использование ИИ для моделирования солнечного магнитного поля представляет собой важную веху в солнечной физике. Этот прорыв открывает новые возможности для анализа и прогнозирования явлений космической погоды в режиме реального времени, предоставляя бесценную информацию для отраслей, зависящих от космических технологий, авиации и электричества. Интеграция методов искусственного интеллекта с нейронными сетями, основанными на физике, может произвести революцию на рынке прогнозирования космической погоды, расширив наши возможности по смягчению потенциальных рисков и воздействия солнечной активности на критически важные инфраструктуры.

"Источник"