ШІ допоміг вченим по-новому поглянути на сонячне магнітне поле

Команда вчених здійснила прорив у фізиці Сонця – вони використали ШІ для моделювання магнітного поля у верхніх шарах сонячної атмосфери в режимі майже реального часу. Це дослідження має величезні перспективи для поглиблення нашого розуміння поведінки Сонця та його впливу на космічну погоду.

Магнітне поле Сонця є головним чинником космічної погоди, яка здатна впливати на важливі об’єкти інфраструктури, електрику, авіацію та космічні технології. Основним джерелом складних явищ космічної погоди є сонячні активні області, тобто регіони навколо сонячних плям, де сильні магнітні поля проникають крізь сонячну поверхню. Сучасні можливості спостереження дозволяють нам вимірювати магнітне поле лише на поверхні Сонця, але накопичення і вивільнення енергії відбувається в сонячній короні.

Команда використала можливості фізично-інформованих нейронних мереж і інтегрувала дані спостережень з фізичною моделлю магнітного поля без силових впливів, забезпечивши всебічне розуміння зв’язку між спостережуваними явищами та основними фізичними процесами, що керують сонячною активністю. Цей передовий метод знаменує важливу віху в сонячній фізиці та відкриває нові можливості для чисельного моделювання Сонця.

Дослідники змоделювали еволюцію спостережуваної сонячної активної області та продемонстрували здатність виконувати симуляції магнітного поля без застосування сили в режимі реального часу. Вражає те, що цей процес вимагав менше ніж 12 годин обчислювального часу для моделювання п’ятиденної серії спостережень. Така швидкість дозволить вченим проводити аналіз і прогнозування сонячної активності майже в реальному часі, розширюючи можливості прогнозування космічної погоди.

Команда також вивчила часову еволюцію вільної магнітної енергії в корональному об’ємі, яка пов’язана з сонячними виверженнями на Сонці, такими як корональний викид маси. Це великі хмари плазми, що “видуваються” з атмосфери Сонця зі швидкістю до 3,5 тис. км/с. Порівняння з даними спостережень в екстремальному ультрафіолеті підтвердило надійність і точність методології. Також результати виявили значне виснаження вільної магнітної енергії, як у просторі, так і в часі, що безпосередньо корелює зі спостережуваними сонячними спалахами.

“Наше використання ШІ в цьому контексті являє собою трансформаційний стрибок вперед, – говорять дослідники. – Використання методів ШІ для чисельного моделювання дозволяє нам краще враховувати дані спостережень і має великий потенціал для подальшого розвитку наших можливостей моделювання”.

Це дослідження є значним досягненням у галузі сонячної фізики. Науковці за допомогою можливостей ШІ та нейронних мереж з фізичними знаннями змогли змоделювати магнітне поле сонячної корони в реальному часі й тим самим революціонізували здатність вчених розуміти сонячну активність.

Читайте також:

• Наднова, можливо, була дуже близька до знищення ранньої Сонячної системи
• На Сонці утворилася рекордна кількість сонячних плям