رمزگشایی میدان مغناطیسی پیچیده خورشید با هوش مصنوعی برای اولین‌بار در ۳ بعد

پژوهشگران مؤسسه نجوم دانشگاه هاوایی با استفاده از یک مدل جدید هوش مصنوعی موفق شده‌اند میدان مغناطیسی خورشید را به‌صورت سه‌بعدی و با دقتی بی‌سابقه نقشه‌برداری کنند دستاوردی که به درک بهتر شراره‌های خورشیدی و پیش‌بینی آب‌وهوای فضایی کمک می‌کند.

کد خبر: ۳۷۹۱۹۰

تاریخ : ۲۵ آذر ۱۴۰۴ - ۱۳:۲۶

نوشته

به گزارش شهرآرانیوز، پژوهشگران مؤسسه نجوم دانشگاه هاوایی با همکاری رصدخانه ملی خورشیدی و رصدخانه ارتفاع بالا، از یک مدل یادگیری ماشینی جدید رونمایی کرده‌اند که می‌تواند میدان مغناطیسی خورشید را با دقت بی‌سابقه و به صورت سه‌بعدی نقشه‌برداری کند. این ابزار هوش مصنوعی نه تنها جهت واقعی خطوط میدان را تعیین می‌کند، بلکه ارتفاع ساختارهای مغناطیسی را نیز تخمین می‌زند و به درک بهتر علت شراره‌های خورشیدی و پیش‌بینی آب‌وهوای فضایی کمک می‌کند.

میدان مغناطیسی خورشید نقش کلیدی در شکل‌گیری شراره‌های خورشیدی و طوفان‌های مغناطیسی دارد؛ پدیده‌هایی که می‌توانند عملکرد ماهواره‌ها، شبکه‌های برق و سامانه‌های ارتباطی روی زمین را مختل کنند. با این حال، پیچیدگی ساختار این میدان همواره یکی از چالش‌های اصلی دانشمندان در مطالعه خورشید بوده است.

پژوهشگران «مؤسسه نجوم دانشگاه هاوایی» موفق شده‌اند با بهره‌گیری از هوش مصنوعی، روش تازه‌ای برای بررسی میدان مغناطیسی خورشید ارائه دهند. این تیم تحقیقاتی یک مدل یادگیری ماشینی طراحی کرده است که قادر است ساختار میدان مغناطیسی خورشید را به‌صورت سه‌بعدی و با دقتی بی‌سابقه بازسازی کند؛ مدلی که به‌طور ویژه از داده‌های «تلسکوپ خورشیدی دنیل کی. اینوی» پشتیبانی می‌کند.

«کای یانگ»، سرپرست این پژوهش، با تأکید بر اهمیت این دستاورد می‌گوید خورشید اصلی‌ترین منبع آب‌وهوای فضایی به شمار می‌رود و فعالیت‌های آن می‌تواند تأثیر مستقیمی بر زندگی روزمره انسان‌ها داشته باشد، به‌ویژه در دنیایی که وابستگی شدیدی به فناوری‌های پیشرفته وجود دارد. به گفته او، میدان مغناطیسی خورشید عامل اصلی بروز پدیده‌های انفجاری مانند شراره‌های خورشیدی و پرتاب جرم از تاج خورشیدی است و روش جدید می‌تواند به درک بهتر علت وقوع این رویداد‌ها کمک کند.

اندازه‌گیری دقیق میدان مغناطیسی خورشید همواره با محدودیت‌های فنی همراه بوده است. ابزار‌های فعلی تنها می‌توانند میزان انحراف میدان را نشان دهند و قادر به تشخیص جهت واقعی آن نیستند. از سوی دیگر، مشاهده هم‌زمان چندین لایه از خورشید باعث می‌شود تعیین ارتفاع دقیق ساختار‌های مغناطیسی کار دشواری باشد؛ مشکلی که در نواحی دارای لکه‌های خورشیدی شدیدتر می‌شود.

{$sepehr_key_174145}

در همین راستا، پژوهشگران دانشگاه هاوایی با همکاری «رصدخانه ملی خورشیدی» و «رصدخانه ارتفاع بالا» در مرکز ملی تحقیقات جوی، مدلی از یادگیری ماشینی توسعه داده‌اند که داده‌های رصدی را با قوانین بنیادین فیزیک ترکیب می‌کند. اساس این الگوریتم بر این اصل استوار است که خطوط میدان مغناطیسی به‌صورت حلقه‌های پیوسته شکل می‌گیرند و نقطه آغاز یا پایان مشخصی ندارند. بر همین مبنا، هوش مصنوعی می‌تواند جهت واقعی میدان و ارتفاع دقیق هر لایه را بازسازی کند.

آزمایش این روش روی شبیه‌سازی‌های پیشرفته خورشیدی، از مناطق آرام گرفته تا نواحی فعال و لکه‌های خورشیدی، نتایج موفقیت‌آمیزی به همراه داشته است. دقت بالای این مدل به‌ویژه در تحلیل تصاویر فوق‌وضوح تلسکوپ دنیل کی. اینوی، ارزش علمی بالایی دارد.

به کمک این فناوری، دانشمندان اکنون می‌توانند نقشه‌های سه‌بعدی دقیق‌تری از میدان مغناطیسی خورشید تهیه کنند و حتی ویژگی‌هایی مانند جریان‌های الکتریکی در جو خورشید را که پیش‌تر اندازه‌گیری آنها بسیار دشوار بود، شناسایی کنند. این پیشرفت‌ها در مجموع به ترسیم تصویری شفاف‌تر از سازوکار شکل‌گیری شراره‌های خورشیدی قدرتمند منجر می‌شود.

پژوهشگران امیدوارند این دستاورد، گامی مهم در جهت بهبود پیش‌بینی فعالیت‌های خورشیدی و کاهش اثرات مخرب طوفان‌های فضایی بر فناوری‌ها و زندگی روی زمین باشد.

منبع: ایسنا

{$sepehr_key_174146}