Двойные звездные системы - сложные астрообъекты
Звезды являются фундаментальными строительными блоками нашей Вселенной. У большинства звезд есть планеты, как у нашего Солнца есть наша солнечная система, и если посмотреть шире, то группы звезд образуют огромные структуры, такие как скопления и галактики. Поэтому, прежде чем астрофизики смогут попытаться понять эти крупномасштабные структуры, нам сначала нужно понять основные свойства звезд, такие как их масса, радиус и температура.
Но измерить эти основные свойства оказалось чрезвычайно сложно. Это связано с тем, что звезды находятся буквально на астрономических расстояниях. Если бы наше солнце было размером с баскетбольный мяч на Восточном побережье США, то ближайшая звезда, Проксима, была бы оранжевой на Гавайях. Даже самые большие телескопы в мире не могут разглядеть оранжевый цвет на Гавайях. Измерение радиусов и масс звезд, по-видимому, недоступно ученым.
Введите двойные звезды. Двойные звезды - это системы из двух звезд, вращающихся вокруг общего центра масс. Их движение регулируется гармоническим законом Кеплера, который связывает три важные величины: размеры каждой орбиты, время, необходимое для выхода на орбиту, называемое орбитальным периодом, и общую массу системы.
Я астроном, и моя исследовательская группа работает над совершенствованием нашего теоретического понимания и подходов к моделированию двойных звезд и множественных звездных систем. В течение последних двух десятилетий мы также были пионерами в использовании искусственного интеллекта для интерпретации наблюдений этих ключевых небесных объектов.
Измерение звездных масс
Астрономы могут достаточно легко измерить размер орбиты и период обращения двойной системы на основе наблюдений, поэтому с помощью этих двух элементов они могут рассчитать общую массу системы. Гармонический закон Кеплера действует как весы для взвешивания небесных тел.
Представьте себе качели на детской площадке. Если двое детей весят примерно одинаково, им придется сидеть примерно на одинаковом расстоянии от средней точки. Однако, если один из детей крупнее, ему или ей придется сидеть ближе, а малышу поменьше - дальше от средней точки.
То же самое и со звездами: чем массивнее звезда в двойной паре, тем она ближе к центру и тем медленнее вращается вокруг него. Когда астрономы измеряют скорости, с которыми движутся звезды, они также могут определить, насколько велики орбиты звезд и, как следствие, их вес.
Измерение звездных радиусов
Гармонический закон Кеплера, к сожалению, ничего не говорит астрономам о радиусах звезд. В этом вопросе астрономы полагаются на еще одну счастливую особенность матери-природы.
Орбиты двойных звезд ориентированы случайным образом. Иногда случается так, что поле зрения телескопа совпадает с плоскостью, в которой вращается двойная звездная система. Это случайное совпадение означает, что звезды затмевают друг друга, вращаясь вокруг центра. Формы этих затмений позволяют астрономам определять радиусы звезд, используя простую геометрию. Эти системы называются затменными двойными звездами.
Более половины всех солнцеподобных звезд находятся в двойных системах, а на затмевающие двойные системы приходится от 1% до 2% всех звезд. Это может показаться заниженным, но Вселенная огромна, поэтому в ней существует множество затмевающих систем — сотни миллионов только в нашей галактике.
Наблюдая за затмевающими двойными звездами, астрономы могут измерять не только массы и радиусы звезд, но и их температуру и яркость.
Сложные задачи требуют сложных вычислений
Даже при наличии затменных двойных систем измерение свойств звезд является непростой задачей. Звезды деформируются, когда вращаются и притягиваются друг к другу в двойной системе. Они взаимодействуют, излучают друг друга, у них могут быть пятна и магнитные поля, и они могут быть наклонены в ту или иную сторону.
Для их изучения астрономы используют сложные модели, которые имеют множество кнопок и переключателей. В качестве входных данных модели используют параметры — например, форму и размер звезды, свойства ее орбиты или количество излучаемого ею света — чтобы предсказать, как наблюдатель будет видеть такую затмевающую двойную систему.
Компьютерные модели требуют времени. Вычисление предсказаний с помощью моделей обычно занимает несколько минут. Чтобы быть уверенным, что мы можем им доверять, нам нужно испробовать множество комбинаций параметров — обычно десятки миллионов.
Для такого количества комбинаций требуются сотни миллионов минут вычислительного времени только для определения основных свойств звезд. Это составляет более 200 лет компьютерного времени.
Компьютеры, объединенные в кластер, могут выполнять вычисления быстрее, но даже при использовании компьютерного кластера требуется три или более недель, чтобы "решить" или определить все параметры для одной двойной системы. Эта проблема объясняет, почему астрономы имеют точные измерения основных параметров только для 300 звезд.
Модели, используемые для решения этих задач, уже сильно оптимизированы и не могут работать намного быстрее, чем сейчас. Поэтому исследователям нужен совершенно новый подход к сокращению вычислительного времени.
Использование глубокого обучения
Одно из решений, которое изучила моя исследовательская группа, включает в себя нейронные сети с глубоким обучением. Основная идея проста: мы хотели заменить физическую модель, требующую больших вычислительных затрат, на гораздо более быструю модель, основанную на искусственном интеллекте.
Во—первых, мы рассчитали огромную базу данных предсказаний о гипотетической двойной звезде, используя особенности, которые астрономы могут легко наблюдать, и варьировали свойства гипотетической двойной звезды. Речь идет о сотнях миллионов комбинаций параметров. Затем мы сравнили эти результаты с фактическими наблюдениями, чтобы понять, какие из них лучше всего соответствуют действительности. Искусственный интеллект и нейронные сети идеально подходят для этой задачи.
В двух словах, нейронные сети - это отображения. Они сопоставляют определенные известные входные данные с заданными выходными данными. В нашем случае они сопоставляют свойства затмевающих двоичных файлов с ожидаемыми предсказаниями. Нейронные сети имитируют бинарную модель, но без учета всей сложности физической модели.
Мы обучаем нейронную сеть, показывая ей каждое предсказание из нашей базы данных вместе с набором свойств, используемых для его генерации. После полного обучения нейронная сеть сможет точно предсказать, что астрономы должны наблюдать, исходя из заданных свойств двойной системы.
По сравнению с несколькими минутами времени выполнения физической модели, нейронная сеть использует искусственный интеллект, чтобы получить тот же результат за крошечную долю секунды.
Использование преимуществ
Крошечная доля секунды сокращает время выполнения примерно в миллион раз. Это позволяет сократить время работы на суперкомпьютере с нескольких недель до нескольких минут на одном ноутбуке. Это также означает, что мы можем анализировать сотни тысяч двоичных систем за пару недель на компьютерном кластере.
Это сокращение означает, что мы можем получить фундаментальные характеристики — массы, радиусы, температуры и светимость — для каждой затменной двойной звезды, когда-либо наблюдавшейся в течение месяца или двух. Остается большая задача - показать, что результаты искусственного интеллекта действительно дают те же результаты, что и физическая модель.
Эта задача является сутью новой статьи моей команды, опубликованной в серии дополнений к Astrophysical Journal. В ней мы показали, что модель, управляемая искусственным интеллектом, действительно, дает те же результаты, что и физическая модель, при более чем 99% комбинациях параметров. Этот результат означает, что ИИ работает стабильно. Наш следующий шаг? Разверните ИИ на всех наблюдаемых затменных двоичных файлах.
Лучший из всех? Хотя мы применили эту методологию к двоичным файлам, основной принцип применим к любой сложной физической модели. Подобные модели искусственного интеллекта уже ускоряют многие приложения в реальном мире, от прогнозирования погоды до анализа фондового рынка.
Источник
При использовании материалов с сайта активная ссылка на него обязательна
Отправить донат на поддержку проекта "Аномальные новости"
Меню
Архив материалов
Проекты наших читателей
Контакты исследователей
Подписка на новости
Проекты
Новости криптозоологии
Хроники природных катастроф
Новости
26.02.2002 - 05.07.2002
05.08.2002 - 23.10.2002 (562)
24.10.2002 - 17.01.2003 (585)
20.01.2003 - 07.04.2003 (709)
08.04.2003 - 01.08.2003 (709)
04.08.2003 - 18.11.2003 (763)
19.11.2003 - 31.03.2004 (721)
01.04.2004 - 13.08.2004 (825)
16.08.2004 - 22.11.2004 (782)
23.11.2004 - 28.03.2005 (756)
29.03.2005 - 29.07.2005 (807)
30.08.2005 - 02.12.2005 (927)
05.12.2005 - 21.04.2006 (912)
24.04.2006 - 23.10.2006 (999)
24.10.2006 - 03.05.2007 (999)
04.05.2007 - 28.01.2008 (999)
29.01.2008 - 12.01.2009 (999)
13.01.2009 - 07.07.2009 (966)
22.08.2009 - 21.01.2010 (996)
22.01.2010 - 22.06.2010 (1000)
23.06.2010 - 14.01.2011 (1042)
17.01.2011 - 31.05.2011 (1008)
01.06.2011 - 03.11.2011 (1003)
07.11.2011 - 16.03.2012 (996)
19.03.2012 - 09.06.2012 (1009)
13.06.2012 - 07.09.2012 (988)
10.09.2012 - 19.11.2012 (1004)
20.11.2012 - 14.01.2013 (1015)
15.01.2013 - 22.02.2013 (1000)
23.02.2013 - 08.04.2013 (991)
09.04.2013 - 31.05.2013 (1015)
01.06.2013 - 18.07.2013 (992)
19.07.2013 - 03.09.2013 (1014)
04.09.2013 - 20.10.2013 (1001)
21.10.2013 - 02.12.2013 (1001)
03.12.2013 - 18.01.2014 (997)
19.01.2014 - 07.03.2014 (994)
08.03.2014 - 24.04.2014 (1000)
25.04.2014 - 18.06.2014 (1005)
19.06.2014 - 15.08.2014 (1019)
16.08.2014 - 07.10.2014 (1006)
08.10.2014 - 16.11.2014 (995)
17.11.2014 - 25.12.2014 (1004)
26.12.2014 - 09.02.2015 (989)
10.02.2015 - 20.03.2015 (998)
21.03.2015 - 22.04.2015 (1001)
23.04.2015 - 29.05.2015 (997)
29.05.2015 - 30.06.2015 (995)
30.06.2015 - 29.07.2015 (990)
29.07.2015 - 26.08.2015 (998)
27.08.2015 - 24.09.2015 (988)
25.09.2015 - 22.10.2015 (991)
23.10.2015 - 18.11.2015 (1000)
18.11.2015 - 16.12.2015 (990)
17.12.2015 - 23.01.2016 (1000)
24.01.2016 - 25.02.2016 (1000)
26.02.2016 - 24.03.2016 (1000)
24.03.2016 - 16.04.2016 (990)
17.04.2016 - 19.05.2016 (999)
20.05.2016 - 22.06.2016 (993)
23.06.2016 - 01.08.2016 (995)
02.08.2016 - 12.09.2016 (990)
13.09.2016 - 25.10.2016 (989)
26.10.2016 - 05.12.2016 (995)
06.12.2016 - 15.01.2017 (995)
16.01.2017 - 23.02.2017 (990)
24.02.2017 - 03.04.2017 (994)
04.04.2017 - 18.05.2017 (1000)
19.05.2017 - 05.07.2017 (1000)
06.07.2017 - 24.08.2017 (1000)
25.08.2017 - 06.10.2017 (991)
07.10.2017 - 15.11.2017 (990)
16.11.2017 - 24.12.2017 (1000)
25.12.2017 - 04.02.2018 (990)
05.02.2018 - 17.03.2018 (1000)
18.03.2018 - 02.05.2018 (990)
03.05.2018 - 11.06.2018 (1000)
12.06.2018 - 18.07.2018 (990)
19.07.2018 - 24.08.2018 (1000)
25.08.2018 - 02.10.2018 (1000)
03.10.2018 - 07.11.2018 (990)
08.11.2018 - 13.12.2018 (990)
14.12.2018 - 23.01.2019 (1000)
24.01.2019 - 02.03.2019 (1000)
03.03.2019 - 12.04.2019 (1010)
13.04.2019 - 23.05.2019 (990)
24.05.2019 - 03.07.2019 (1000)
04.07.2019 - 11.08.2019 (1000)
12.08.2019 - 16.09.2019 (990)
17.09.2019 - 26.10.2019 (1000)
27.10.2019 - 12.12.2019 (1000)
13.12.2019 - 25.01.2020 (1000)
26.01.2020 - 06.03.2020 (990)
07.03.2020 - 16.04.2020 (1010)
17.04.2020 - 19.05.2020 (1000)
20.05.2020 - 25.06.2020 (990)
26.06.2020 - 04.08.2020 (995)
05.08.2020 - 16.09.2020 (1005)
17.09.2020 - 26.10.2020 (990)
27.10.2020 - 27.11.2020 (990)
28.11.2020 - 07.01.2021 (990)
08.01.2021 - 15.02.2021 (1000)
16.02.2021 - 31.03.2021 (1000)
01.04.2021 - 12.05.2021 (1000)
13.05.2021 - 14.06.2021 (990)
15.06.2021 - 26.07.2021 (980)
27.07.2021 - 31.08.2021 (990)
01.09.2021 - 07.10.2021 (1000)
08.09.2021 - 07.11.2021 (1000)
08.11.2021 - 10.12.2021 (1000)
11.12.2021 - 24.01.2022 (990)
25.01.2022 - 04.03.2022 (1000)
05.03.2022 - 10.04.2022 (990)
11.04.2022 - 17.05.2022 (1000)
18.05.2022 - 23.06.2022 (980)
24.06.2022 - 31.07.2022 (990)
01.08.2022 - 13.09.2022 (990)
14.09.2022 - 21.10.2022 (990)
22.10.2022 - 29.11.2022 (1000)
30.11.2022 - 22.01.2023 (1000)
23.01.2023 - 02.03.2023 (990)
03.03.2023 - 21.04.2023 (1000)
22.04.2023 - 13.06.2023 (990)
14.06.2023 - 02.08.2023 (1000)
03.08.2023 - 21.09.2023 (1000)
22.09.2023 - 06.11.2023 (990)
07.11.2023 - 24.12.2023 (990)
25.12.2023 - 18.02.2024 (1000)
19.02.2024 - 05.04.2024 (990)
06.04.2024 - 25.05.2024 (1000)
26.05.2024 - 26.07.2024 (1000)
26.07.2024 - 25.08.2024 (990)
26.08.2024 - 28.09.2024 (980)
29.09.2024 - 01.11.2024 (1000)
02.11.2024 - 02.12.2024 (980)
03.12.2024 - 08.01.2025 (990)
09.01.2025 - 09.02.2025 (1000)
10.02.2025 - 20.03.2025 (1000)
21.03.2025 - 03.05.2025 (990)
04.05.2025 - ...
Статьи
Статьи: раздел 1 (1024)
Статьи: раздел 2 (1006)
Статьи: раздел 3 (1000)
Статьи: раздел 4 (1044)
Статьи: раздел 5 (1001)
Статьи: раздел 6 (1000)
Статьи: раздел 7 (1000)
Статьи: раздел 8 (1013)
Статьи: раздел 9 (1000)
Статьи: раздел 10 (1000)
Статьи: раздел 11 (329)
Статьи: раздел 12 (1000)
Статьи: раздел 13 (730)
Лента новостей

Блогер посетила аномальную деревню

Видео с 'Худым Бобом' вызвало панику

Встреча с металлическим треугольным НЛО

Вы бы узнали корабль инопланетян

Зелёный светящийся НЛО над Техасом

Как уничтожить астероид-убийцу

Лицо президента США нашли на Марсе

Лицо с человеческими глазами в кратере на Луне

НЛО выпускает дрон над Флоридой

НЛО замечен в аэропорту Кимхэ

НЛО пролетел в нескольких футах от самолета

Огромный замаскированный НЛО над Австралией

Порядок действий для осведомителей о НЛО

Связь между Израилем и феноменом НЛО

Скандально известный теоретик НЛО

Странное существо замечено на Марсе

Существуют ли инопланетяне на самом деле

Три инопланетных лица и один НЛО на карте Луны

Узнайте о многовековой японской легенде о НЛО

Физик перешёл от скептицизма к исследованию НЛО

Белая постройка на тёмной стороне Луны

Древняя голова короля с алмазом найдена на Марсе

Замаскированный НЛО пролетел в Австралии

Зелёный диск над Массачусетсом

Квантовая физика поможет найти Землю 2.0

Луна - космический корабль инопланетян

Лунные землетрясения могут обнажить лед

Марсианская постройка обнаружена марсоходом

Методы сельского хозяйства на Луне и Марсе

НЛО над Редондо-Бич

Оцениваем вероятность наличия воды на Марсе

Проект раскрывает спектры распадающихся экзопланет

Рой шаров над Исламабадом

Самый близкий в истории пролёт мимо астероида

Солнечный ветер перемешивает атмосферу Марса

Спутники Нептуна - обломки древних миров

Сфера Дайсона недалеко от Малой Медведицы

Три наблюдения НЛО над Огайо

Удивительное поведение жидкостей при кипении

Черный диск замечен на орбите

Какие вещи можно продать после длительного использования

Верность долгу. Боевой путь Героя Советского Союза Василия Прохорова

Австралийские озера рассказали о марсианской гидрологии

Безумное поглощение материи черной дырой

Взрыв черной дыры охватил 300 000 световых лет

Вулканические экзо-Ио вокруг супер-Юпитеров

Гигантские кольца в атмосфере Венеры

Доказательства того, что у Бетельгейзе есть компаньон

Зародыши самых ранних твердых тел в Солнечной системе

Маленькие красные точки могут быть фазой черных дыр

Марсианские скафандры должны быть на 40% легче

Марсоход обнаружил поле сотовых текстур

Мертвые звезды обладают удивительным аппетитом

Может ли ИИ помочь расшифровать древние языки

На Марсе когда-то была вода

НАСА планирует построить Обсерваторию обитаемых миров

Необычное облако появилось над Павловским Посадом

Новый поворот в решении проблемы Эйнштейна

Одно из самых редких событий с черными дырами

Падающие обломки Чиксулуба превратились в огненный шторм

Риски, связанные с космическим мусором

Толстая кора Луны может усиливать неуловимые сигналы

Величайшая угроза цивилизации наступит гораздо раньше

Венера остается тектонически активной

Возможный новый класс космических взрывов

Встряхивание атомов для создания квантового хаоса

Вулканическая активность на Ио

Гриб весом в 3 кг нашли в Калининградской области

До скрытого океана Европы будет сложно добраться

Загадки БАК обьяснили тёмной материей

Загадочные постройки на Луне

Золотой остров, которого никогда не существовало

Квантовое устройство в искривлённом пространстве-времени

Ключевой инструмент для поиска землеподобных миров

Марсианские полярные сияния

Миры Солнечной системы - захватывающие и нетронутые

Некоторые из самых больших загадок Вселенной

Неразорвавшаяся инопланетная ракета на Марсе

НЛО относятся к средневековой категории 'сверхъестественного'

Образцы горных пород с обратной стороны Луны

Сны оказались сложной пересборкой реальности

ЦРУ обнаружило станцию-призрак, полную секретов

Влияние Солнца на пылевые бури Марса

Доказательство апокалиптической войны на Марсе

Доктор Фаучи и происхождение CovID-19

Заговор, связанный с 'Филадельфийским экспериментом'

Звезда, вращающаяся вокруг сверхмассивной чёрной дыры

Изучение физики плазмы черных дыр

Исследователи SETI слушали не те частоты

Как Млечный Путь когда-то изменил ориентацию

Кандидаты в носители сфер Дайсона

Обнаружение НЛО на ранчо Скинволкер

Обнаружение обитаемых экзопланет в зоне Венеры

Огненный шар над Новой Зеландией

Одни и те же первые 60 секунд похищения

Орудия труда, противоречащие хронологии

Пентагон защищал секретные программы по НЛО

Повторяющееся извержение черной дыры

Самые мрачные предсказания Атоса Саломе

Секреты Ватикана и инопланетяне

Температура огненного спутника Юпитера Ио

Экзолуна бросает вызов космическим стереотипам

Профессиональная помощь аварийных комиссаров при дорожно-транспортных происшествиях

Танцы в женских стилях с нуля. Путь к уверенности и пластике

Динозавры всё ещё могут существовать

Доклад об НЛО выставлен на аукцион

Загадочный объект, найденный на Марсе

Звезда Табби и компаньон планетарной массы

Когда конспирологические убеждения влияют на поведение

Леб сменил охоту на инопланетян на математику в гольфе

Люди делят Землю с другим разумным видом

Мужчина с мозгом, растущим снаружи головы

На Марсе обнаружена инопланетная ракета

Настоящий шок от раскрытия информации об НЛО

НЛО перехитрил самолет и истребители

Передовые технологии при строительстве пирамид

Песня Леннона, вдохновлённая наблюдением НЛО

Почему галактики перестают формировать звезды

Ранчо Скинволкер является паранормальным объектом

Родился невероятно редкий двухголовый геккон

Таинственный объект над Средиземным морем

Туманность Медуза - место взрыва двух звёзд

Что на самом деле произошло 65 млн. лет назад

Элизондо опровергает слухи о своей новой должности

Атмосфера обнаружена на каменистой планете

Биологическая история Туринской плащаницы

Бюрократ препятствовал президенту в раскрытии НЛО

Вековая загадка звезды получила объяснение

Действительно ли существует тёмная энергия

Загадочные вспышки молний в глубинах океана

Загадочный обьект нашли у звезды Табби

Мероприятие по вызову НЛО в Аризоне

Новые горизонты гравитационно-волновой астрономии

Одна идея и две космические загадки

Планеты-гиганты в качестве детекторов темной материи

Ракету инопланетян нашли на Марсе

Рассмотрели компаньона Бетельгейзе

Редкое раннее сообщение о летающей тарелке

Робокоммунизм или цифровой фашизм

Секретная история программы наследия НЛО

Телескоп Уэбба обнаружил скрытую планету

Уфологический туризм в Японии

Экологический след ИИ не исчезнет на орбите

Эпигенетические часы старения сделали точными

Что изучают на онлайн-курсах испанского языка для начинающих

Вышедший из-под контроля ИИ может парализовать страну

Глубинное государство прячет данные об НЛО

Жители Кыштыма заметили НЛО

Загадочная близлежащая каменистая экзопланета

Используют ли инопланетяне энергию вращения звёзд

Компания Anthropic уничтожает редкие книг

Красные и зеленые волны над Францией

Масштабный пожар вспыхнул недалеко от Зоны 51

Металлические волны на древнем Марсе

Можем ли мы отправить звездолет к чёрной дыре

Наиболее распространенные случаи наблюдения НЛО

Неужели мы упускаем из виду инопланетные маяки

Обнаружена самая слабая экзопланета

Первый космонавт Казахстана видел НЛО

Противоречат ли НЛО и инопланетяне вере

США тайно извлекали обломки НЛО

Умер известный уфолог Пол Эндрюс

Фото НЛО, сделанные задолго до эры ИИ

Человек, вдохновивший Спилберга на увлечение НЛО

Я побывала на самом мистическом фестивале

Астероид оказался тёмной кометой

Белый дом поручил мне изучить документы об НЛО

Близлежащие планеты малы, странны и безжизненны

Геоинженерный метод охлаждения Земли

Доктор Фил ознакомился с файлами об НЛО

Загадочный белый объект, пролетевший сквозь облака

ИИ Claude ослушался руководителя Anthropic

Имплантат для восстановления зрения

Как измерить скорость вращения чёрной дыры

Наблюдение НЛО над Гавайями

НАСА тайно удалило признаки присутствия инопланетян

Обнаружена химия из инопланетного мира

Основы загадочных сил Эйнштейна

Правда ли, что США публикуют материалы об НЛО

Распад астероида объясняет бомбардировку Земли

Свидетельства древних столкновений на Марсе

Сейсмологи не смогли объяснить природу марсотрясений

Скрытые индивидуальные особенности вирусов

Управление инвалидной коляской силой мысли

Усилия Трампа по изучению НЛО

Артефакт может быть египетским летательным аппаратом

Наверх
Яндекс.Метрика