حل یک معمای قدیمی خورشیدی با استفاده از هوش مصنوعی

به گزارش خبرنگار خبرگزاری علم و فناوری آنا به نقل از اسپیس، محققان از هوش مصنوعی برای حل یک معمای قدیمی خورشیدی استفاده می‌کنند.

جو بیرونی خورشید یا تاج آن، حدود ۱.۸ میلیون درجه فارنهایت (یک میلیون درجه سلسیوس) داغ‌تر از سطح آن است، که در دمای ۱۰۳۴۰ درجه فارنهایت (۵۷۳۰ درجه سانتی گراد) در گرم‌ترین حالت خود تابش می‌کند. با این حال هیچ کس نمی‌داند چرا تاج خورشیدی این قدر داغ است.

دو نظریه اصلی در مورد علت وجود دارد: گرمای آزاد شده از پراکندگی امواج پلاسمایی سوار بر تاج خورشیدی و انرژی آزاد شده از طریق شکستن و اتصال مجدد خطوط میدان مغناطیسی. به نظر می‌رسد که هر دوی آن‌ها بر روی خورشید فعال هستند، اما اینکه کدام شکل غالب گرمایش است، یا اینکه هر دو به یک اندازه نقش دارند، هنوز ناشناخته باقی مانده است.

اکنون محققان دانشگاه نورثامبریا در انگلستان برای پاسخ به این سوال به هوش مصنوعی روی آورده اند. در یک پروژه، پاتریک آنتولین و رامادا سوکارماجی با دانشمندان آزمایشگاه خورشیدی و اخترفیزیک لاکهید مارتین هم کاری کرده اند تا از یادگیری ماشینی برای شکار گلوله‌های کوچکی که «نانوجت ها» را در تاج خورشید آزاد می‌کنند، استفاده کنند.

شعله‌های نانو ایده‌ای است که توسط فیزیکدان خورشیدی یوجین پارکر (که کاوشگر خورشیدی پارکر ناسا به نام او نامگذاری شده است) در اواخر دهه ۱۹۸۰ ابداع شد. او فرض کرد که وقتی خطوط میدان مغناطیسی به سمت تاج خورشیدی حلقه می‌زنند و دوباره به هم متصل می‌شوند، یک شعله ناگهانی انرژی آزاد می‌کنند. در سال ۲۰۲۱، آنتولین و سایر دانشمندان با استفاده از داده‌های مأموریت طیف‌نگار تصویربرداری منطقه رابط ناسا (IRIS) برای اولین بار شعله‌های نانویی را مشاهده کردند. سوال این است که آیا آن‌ها به اندازه کافی برای توضیح گرم شدن تاج خورشید کافی هستند؟

از آنجایی که آن‌ها کوچک هستند، نانوشعله‌ها و نانوجت‌های انرژی حاصل از آن به سختی قابل تشخیص هستند.

تصویری از یک نانوجت بر روی خورشید، که توسط ماموریت IRIS ناسا ثبت شده است

سوکارماجی در بیانیه‌ای گفت: در حال حاضر، ما فقط می‌توانیم رخداد‌های نانوجت را با چشم شناسایی کنیم؛ چیزی که ما نیاز داریم، راهی برای شناسایی خودکار آن‌ها است. آن‌ها بسیار کوچک هستند و شواهد محدو ما نشان می‌دهد نانوجت ها احتمالاً بیشتر از آن چیزی که ما فکر می‌کنیم وجود دارند.
این تیم امیدوار است با آموزش الگوریتم‌های هوش مصنوعی بتواند نانوجت‌ها را در تصاویر ماموریت‌های فضایی مانند IRIS، کاوشگر خورشیدی پارکر، رصدخانه دینامیک خورشیدی ناسا (SDO) و مدارگرد خورشیدی آژانس فضایی اروپا تشخیص دهد.

یکی دیگر از عوارض اتصال مجدد مغناطیسی در تاج خورشیدی که توسط هوش مصنوعی شناسایی شد پدیده‌ای به نام «باران تاجی» است.   زمانی اتفاق می‌افتد که اتصال مجدد باعث افت موضعی دما در داخل تاج شود. این امر باعث می‌شود که توده‌های متراکم‌تری از پلاسما به طول حدود ۱۵۰ مایل (۲۵۰ کیلومتر) تشکیل شوند و با سرعت ۶۲ مایل (۱۰۰ کیلومتر) در ثانیه مانند ستارگان غول‌پیکر در حال تیراندازی از تاج خورشید خارج شوند. هنگامی که آن‌ها بر فتوسفر تأثیر می‌گذارند، فلاش‌های کوتاه، اما درخشان و امواج ضربه‌ای می‌توانند ایجاد شوند که موجی از پلاسمای داغ را به سمت تاج برمی گرداند.

آنتولین و لوک مک مولان، فیزیکدان خورشیدی نورثامبریا در حال آموزش هوش مصنوعی بر روی تصاویر باران تاجی دیده شده توسط IRIS و سپس استفاده از این الگوریتم‌ها برای بهبود و جستجوی تصاویر با وضوح پایین‌تر گرفته شده توسط SDO برای نشانه‌های باران تاجی هستند.

این دو تلاش به رهبری هوش مصنوعی  برای اثرات اتصال مجدد مغناطیسی در نهایت می‌تواند به این سوال پاسخ دهد که چرا تاج خورشیدی تا این حد داغ است.