Uusi tutkimus muuttaa nykyaikaiset 'syväoppimis'-tekniikat Galileon varhaisille Auringon luonnoksille.
Se on kiehtova pohdittava ajatus.
Miltä Aurinko tarkalleen näytti vuosisatoja sitten? Mitä me näkisimme, jos Keplerin ja Galileon aikaisten tähtitieteilijillä olisi käytettävissään moderni tekniikka, joka tarkkailee aurinkoa sähkömagneettisen spektrin poikki?
Nykyaikaisen tekoälyn ansiosta voi olla olemassa tapa todella 'nähdä', missä tilassa Aurinko oli, noihin aikoihin. Viimeaikainen opiskella , otsikolla 'Deep Learningin nykyaikaisten satelliittitietojen luominen Galileon auringonpistepiirustuksista vuonna 1612” ilmestyi helmikuussa 2021 Astrophysical Journal of the American Astronomical Society -lehdessä. Se käytti innovatiivista päättelysarjaa vertaillakseen luonnoksia auringonpilkkuista nykyaikaisiin näkymiin maa- ja avaruushavainnoista. Tutkimusta johti Harim Lee Kyung Hee -yliopistosta Etelä-Korean tasavallasta.
AI vs. SDO: jokainen pari on todellinen SDO-kuva (vasemmalla) verrattuna tutkimuksessa luotuun 'syväoppimiskuvaan' (oikealla). Luotto : Harim Lee et ai. 2021
Galileo ja aurinko
Auringonpilkkurekisterit edustavat yhtä pisimmistä saatavilla olevista tähtitieteellisistä tiedoista, jotka ulottuvat aina Kiinan havaintoihin vuonna 1128 jKr. Ennen kaukoputken aikakautta suuria, paljain silmin auringonpilkkuja nähtiin ja tallennettiin silloin tällöin, kun mykistetty aurinko paistoi läpi. matala sumuranta tai pilvisumu lähellä auringonnousua tai -laskua.
Galileo piti a huolellinen ennätys auringonpilkkutoiminnasta luonnostelemalla näkemäänsä useiden kuukausien ajan kesästä 1612 alkaen. Legendasta huolimatta tarina siitä, että Galileo sokeutui tarkkailemalla aurinkoa, on apokryfinen – sen sijaan hän käytti projisointimenetelmää ja heitti kuvan Auringosta primitiivisen läpi. helioskooppi pimeään huoneeseen.
Galileon auringonpilkkuluonnokset. Luotto: Galileo-projekti /Rice University/Public Domain.
Tietenkin Galileolla ei ollut aavistustakaan tarkalleen, mitä auringonpilkkujaolivat. Nykyään tiedämme, että nämä auringon fotosfäärin magneettivuon alueet ovat kylmempiä kuin ympäröivät alueet ja näyttävät mustilta auringon häikäiseviä kasvoja vasten. Lisäksi auringonpilkkuryhmien ja -parien polariteetti ei ainoastaan osoita niiden yhteyttä tiettyyn 11 vuoden aurinkosykliin, vaan niiden esiintyminen leveysasteella Auringon pinnalla etenee syklin läpi alkaen korkeilta leveysasteilta varhain ja siirtyen sitten kohti. auringon päiväntasaaja, ns Spörerin laki . Aurinko myös kääntää napaisuutta 11 vuoden syklin välein, ja kaksi sykliä (22 vuotta) vastaa yhtä Halen sykliä.
1600-luvun alun helioskooppi, joka on hyvin samanlainen kuin Galileon helioskooppi, jota tähtitieteilijä isä Christoph Sheiner käytti täällä auringonpilkkujen piirtämiseen. Julkinen verkkotunnus.
Nykyään tehtävät, kuten NASAn Solar Dynamics Observatory ja NASA:n ja Euroopan avaruusjärjestön (ESA:n) yhteinen Solar Heliospheric Observatory (SOHO), tarkkailevat aurinkoa ympäri vuorokauden. Tämä antaa meille paljon vankemman ja kokonaisvaltaisemman kuvan siitä, mitä Auringon kanssa tapahtuu. Näiden tehtävien ansiosta tiedämme nyt, että auringonpilkkujen toiminta liittyy läheisesti muihin ilmiöihin, mukaan lukien fotosfäärissä näkyvät facula-alueet sekä auringonpilkkujen, ulkonemien ja koronan massapoistot, jotka näkyvät ylemmässä auringon kromosfäärissä…
Mutta miltä nämä näkymätön tapahtumat ovat saattaneet näyttää Galileon päivinä?
Mt. Wilsonilla tehty huolellinen aurinkoluonnistus. Pallo edustaa maapalloa vertailun vuoksi. Luotto : Mount Wilsonin observatorio
Tutkimuksessa mukana olleet tutkijat ymmärsivät, että meillä on itse asiassa nykyaikainen analogi, joka kattaa kuilun vanhojen ja uusien auringon aktiivisuutta kuvaavien menetelmien välillä. Vuodesta 1917 lähtien ammattitaitoisia tarkkailijoita Mount Wilsonin observatorio Etelä-Kaliforniassa ovat piirtäneet Auringon kasvot jokaisena kirkkaana päivänä. Tämä tehdään käyttämällä observatorion alueella sijaitsevaa 150 jalan aurinkotornia, ja - aivan kuten Galileon päivinä - luonnostelu tehdään käyttämällä Auringon projektiota pimennettyyn huoneeseen. Voit tutustua tähän kiehtova moderni levy verkossa.
Aurinkolevyn projisointi Mt. Wilsonissa. Davefoc/Wikimedia Commons 3.0 -lisenssi.
Tekoälyn harjoittelu tarkkailemaan aurinkoa
Tutkijat ymmärsivät, että nämä luonnokset tehdään nyt samanaikaisesti nykyaikaisten havaintojen kanssa kaikkialla spektrissä, mikä antaa tekoälyohjelmille jotain 'faktien tarkistamista' vastaan. Käyttämällä Auringosta vuosilta 2011–2015 tehtyjä piirustuksia verrattuna SDO-tietoihin tutkijat pystyivät sitten 'opettamaan' ohjelman toistamaan laajan spektrin kaavioita erittäin tarkasti. Viime kädessä syväoppimismallissa käytettiin vertailua 1 046 auringonpilkkuluonnoksen parista SDO-kuviin.
'Vaikein osa oli auringonpilkkuluonnostietojen jalostaminen', Lee kertoiUniversumi tänään.”Halusimme, että tekoälymalliin (koulutusta ja testausta varten) syötetään vain auringonpilkkutietoja. Alkuperäinen Mt. Wilsonin auringonpilkkupiirros sisältää kuitenkin auringonpilkun lisäksi paljon tietoa, kuten havainnon ajan ja päivämäärän sekä auringonpilkun sijainnin. Poistimme manuaalisesti kaikki kirjaimet alkuperäisestä kuvasta ja jätimme vain auringonpilkut.'
Seuraavaksi tiimi käänsi tämän Galileon luomiin luonnoksiin kiehtovin tuloksin:
Auringon aktiivisuutta simuloitu ajan mittaan kesällä 1612 Galileon havaintojen perusteella. Luotto : Harim Lee et al 2021.
'Historiallinen auringonpilkkujen piirtäminen ovat erittäin tärkeitä resursseja aiemman auringon toiminnan ymmärtämiseksi', Lee sanoo äskettäisessä aiheesta julkaistussa artikkelissa. 'Tuloksemme osoittavat, että tekoälyn luomien magnetogrammien kaksinapaiset rakenteet ovat yhdenmukaisia alkuperäisten magnetogrammien kanssa ja niiden etumerkitmättömät magneettivuot ovat yhdenmukaisia alkuperäisten kanssa.'
Tätä voitaisiin käyttää myös historiallisessa kontekstissa uusien näkemysten saamiseksi muihin tapahtumiin, kuten vuoden 1859 Great Carringtonin superleimaukseen. Tämä surullisen kuuluisa massiivinen leimahdus lähetti revontulia näkymään etelään aina Karibialle asti ja aiheutti itse asiassa tarpeeksi virtaa lennätin asettamiseksi. toimistot tulessa.
Päivitys: itse asiassa tutkimuksen ryhmä on itse asiassa kääntänyt tekniikan löysäksi hyvin erityinen tapahtuma .
Tämä tekniikka tulee kiehtovaan yhteyteen Auringon ja nykyaikaisen auringon aktiivisuuden kannalta auringon kierto 25 on juuri alkamassa tosissaan vuonna 2021. Häikäiseekö se vai – kuten 24 ennen sitä – kuohuu? Tulevaisuutta ajatellen tätä menetelmää, jolla ekstrapoloidaan, miltä aurinko näyttäisi yksinkertaisista auringonpilkkuluonnoksista, voitaisiin myös soveltaa, jos lopettaisimme jonkin nykyisen avaruuspohjaisen omaisuuden.
On kiehtovaa nähdä modernia korkean teknologian tähtitiedettä, jota avustaa low-tech, hand-eye -menetelmä, jossa yksinkertaisesti piirretään ja tallennetaan se, mitä tarkkailija näkee, projisoituna okulaarista.
Pääkuvan ansiot: Suuri sarveismassan syrjäytyminen Auringosta vuonna 1999. Kiitokset: NASA/ESA