Искусственный интеллект помог понять магнитное поле Солнца
Ученые из Грацского университета и Сколтеха совершили прорыв в солнечной физике: они создали компьютерную симуляцию на основе искусственного интеллекта, которая в близком к реальному времени режиме отражает состояние магнитного поля верхней атмосферы Солнца. Результаты исследования помогают лучше понять поведение звезды и ее влияние на так называемую космическую погоду.
Исследование опубликовано в журнале Nature Astronomy. Магнитное поле Солнца — это основной фактор, определяющий «погодные» явления в межпланетной среде, которые могут быть опасны для линий электропередачи, авиации, космической техники и другой космической инфраструктуры. Неблагоприятную космическую погоду обычно связывают с активными областями на Солнце — участками вокруг солнечных пятен, где сильное магнитное поле прорывается через поверхность. Пока ученые могут напрямую наблюдать и измерять магнитное поле лишь на поверхности Солнца, однако накопление и последующий выброс энергии происходит в верхнем слое солнечной атмосферы — короне.
Используя возможности дополненных физикой нейросетей, научный коллектив свел воедино данные наблюдений и физическую модель бессилового магнитного поля. За счет этого открывается детальная связь между наблюдаемыми явлениями и физическими принципами, лежащими в основе солнечной активности. Предложенным исследователями подходом ознаменован новый этап в солнечной физике, связанный с дополнительными возможностями численного моделирования Солнца.
Созданная авторами научной статьи симуляция показывает эволюцию наблюдаемой активной области на Солнце, причем моделирование бессилового магнитного поля выполняется практически в реальном времени: на вычисления по симуляции пятидневной серии наблюдений уходит всего 12 часов. Столь высокая скорость позволяет проводить анализ и предсказывать солнечную активность в реальном времени, чтобы в конечном счете лучше прогнозировать космическую погоду.
Надежность и устойчивость метода подтверждается сопоставлением данных наблюдений в дальней ультрафиолетовой части спектра с эволюцией свободной магнитной энергии в объёме короны. Последнюю связывают с эруптивными событиями на Солнце, такими как корональные выбросы массы — извержение огромных облаков плазмы из солнечной атмосферы на скоростях 100–3500 километров в секунду. Зоны истощения магнитной энергии во времени и пространстве прямо коррелируют с наблюдаемыми извержениями на Солнце.
Роберт Яролим, научный сотрудник Грацского университета и первый автор научной статьи, так прокомментировал результаты исследования: «Применение нами искусственного интеллекта в новой сфере представляет собой резкий скачок, переход на новый уровень. Численное моделирование с использованием ИИ позволяет лучше использовать данные наблюдений, и потенциал для дальнейшего расширения возможностей нашей симуляции весьма велик». Соавтор исследования, астрофизик Татьяна Подладчикова — доцент Сколтеха и директор Центра системного проектирования — подчеркнула: «Высокая скорость вычислений позволяет говорить о значительных перспективах в плане повышения точности прогнозов космической погоды и с точки зрения понимания Солнца в целом».
Работа ученых из Грацского университета и Сколтеха представляет собой значительный шаг вперёд в области солнечной физики: раскрыв потенциал искусственного интеллекта и дополненных физикой нейросетей, научный коллектив смог симулировать состояние магнитного поля солнца в реальном времени, перевернув представления о возможном в понимании солнечной активности.
Исследование проведено с использованием высокопроизводительного кластера «Жорес» Сколтеха в рамках создания интегрированной сетевой группы исследований по солнечной физике SPRING, которая будет обеспечивать автономный мониторинг Солнца с использованием новейших технологий в области наблюдательной физики Солнца. SPRING — часть проекта Solarnet, который посвящен подготовке к созданию Европейского солнечного телескопа. Проект поддержан программой Европейского союза по науке и инновациям «Горизонт 2020».
Telegram 
Дзен 
VK Ученые давно сделали вывод о том, что в поздней Античности монеты перестали представлять собой цену как валюта, однако не было понятно когда именно это произошло. Новое исследование погребения римского воина из бельгийского форта Оденбург показало, в какой момент монеты стали цениться просто весом металла в кошельке.
Ученые обнаружили, что дубы выработали эффективную стратегию, позволяющую им защищаться от пожирающих молодую листву гусениц — если предыдущий весной деревья сильно пострадали от их нашествия, то на следующий год почки распустятся на три дня позже. Трехдневной задержки достаточно, чтобы резко снизить выживаемость гусениц.
Долгое время считалось, что гигантские стрекозообразные, жившие 300 миллионов лет назад, стали такими из‑за высокого содержания кислорода. Тогда в атмосфере его было около 30% вместо сегодняшних 21%. Учёные полагали, что крупные насекомые задохнулись бы в нашей атмосфере. Но оказалось, что это не так.
Ученые давно сделали вывод о том, что в поздней Античности монеты перестали представлять собой цену как валюта, однако не было понятно когда именно это произошло. Новое исследование погребения римского воина из бельгийского форта Оденбург показало, в какой момент монеты стали цениться просто весом металла в кошельке.
Шведские биологи отследили миграцию обыкновенного соловья с помощью миниатюрных датчиков-рюкзаков. Как оказалось, при пересечении Сахары и Аравийской пустыни птицы летят только по ночам и не ищут пищу. Соловьи преодолевают пустыню без дозаправки, полагаясь лишь на накопленный заранее жир.
На границе возможностей оптоволокна лазерный пучок самоорганизовывается в мощный, сфокусированный луч-иглу. Параметры этого излучения таковы, что позволяют в реальном времени без дополнительных ухищрений рассматривать клеточные процессы.
В последнее время пуски с российских северных космодромов осуществляют без предварительного уведомления, чего не было в прошлом. Вероятно, дело в недавно упомянутых главой «Роскосмоса» атаках на Плесецк во время пуска. Сегодняшний запуск обеспечил вывод на орбиту космических аппаратов военного назначения.
Четыре человека, летящие к Луне, столкнулись с целым рядом мелких неприятностей — от низкой температуры в начале работы до поломки мочевыводящей системы туалета на вторые сутки и необходимости взамен пользоваться пакетами. К счастью, пока самые крупные сложности удалось компенсировать. Но все они вместе могут сдвинуть ситуацию к решению, о котором Naked Science уже говорил в нашем видеоподкасте о миссии: не исключено, что при высадке астронавтов на Луне их корабль состыкуют со Starship не на окололунной, а уже на околоземной орбите.
Когда международная экспедиционная группа, исследующая море Уэдделла в Антарктиде на борту ледокола «Поларштерн», попыталась укрыться от шторма, ученые и экипаж судна удивились внезапному появлению острова, не обозначенного ни на одной морской карте.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно