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

Белый дом формирует научную группу по изучению НЛО

Добыча кислорода из лунной почвы

Заявления Спилберга о присутствии инопланетян

Как рассмотреть нашу Вселенную

Лаборатория естественной химии у протозвезд

Медицинские системы для Луны и Марса

Министерство обороны скрывает детали об НЛО

Мощный НЛО обнаружен в далекой черной дыре

Наблюдение НЛО в форме гигантской картофелины

Наше представление о календаре майя

Неразгаданные тайны Стоунхенджа

От морского дна до Марса

Сверхмассивные чёрные дыры - крупнейшие колыбели планет

Способ оценки масс новорожденных планет

Стремиться ли к Луне

Суперконтинент сделал из Земли снежный ком

Ученые обновляют план первого контакта

Фильм Спилберга об НЛО основан на достоверных данных

Хронология древних океанов Марса

Черная дыра образовалась раньше своей галактики

Артефакты на фотографии марсохода Кьюриосити

Белый дом опубликовал новые файлы с НЛО

Брифинг НАСА о инопланетной звездной базе

В архивах Ватикана нет записей об НЛО

В куклу вселился призрак собаки

Внутри особняка с привидениями в Денвере

Военные отслеживали антигравитационные технологии

Все cвидетельства путешествий во времени

Инопланетяне уже посещали Землю

НЛО над главным аэропортом Зимбабве

НЛО отслеживается самолетом ВВС США

НЛО пролетел по небу над Индией

Оранжевая сфера повергла рыбака в шок

Пентагон опубликовал 72 новых файла об НЛО

Путешественник во времени времен Второй мировой войны

Режиссер Стивен Спилберг заявляет, что мы не одиноки

Светящийся шар запустил рой загадочных объектов

Существование путешествий во времени

Убедитесь в реальности путешествий во времени

Черный шар засеивает облака дронами

Брифинг НАСА о инопланетной звездной базе на Луне

Где же все черные дыры промежуточной массы

Давно скрытые секреты выходят на свет

Диски, светящиеся шары и картофелина

Древние изменения климата Марса

Замечен всплеск наблюдений красных шаров

Исключение темной энергии из уравнения

Китай и Россия обладают сбитыми НЛО

Конференция по НЛО пройдет в Канаде

Красные карлики пожирают планеты, похожие на Землю

Лунные базы сталкиваются с невидимой угрозой

Новый телескоп может обнаружить 100 000 миров

Окончательная перепись близких звёздных систем

Почему первые галактики прекратили звездообразование

Размытые видеозаписи и никаких фактов

Странное квантовое свойство изолятора будущего

Триллер Стивена Спилберга об НЛО всех покорил

Туристы запечатлели яркий треугольный НЛО

Файлы об НЛО разжигают панику на Земле

Фильм Стивена Спилберга об НЛО бьёт рекорды

Эволюция городской мобильности. Все об электросамокатах

Встреча с инопланетянами в Розуэлле

За кулисами печально известного интервью Груша

Загадочная картофелина над Колорадо

Инопланетный корабль был всего лишь светом

Инопланетян по-прежнему нет

Наблюдения таинственных шаров

Недавно опубликованное досье Пентагона об НЛО

Новое внимание к исчезновению генерал-майора

Новые файлы НЛО могут содержать угрозу безопасности

Последние мгновения перед исчезновением генерала

Правительства скрывают правду об инопланетянах

Прозрачный НЛО искривил пространство

Разоблачитель НЛО заявляет о секретных расходах

Рецензия на фильм Стивена Спилберга

Сообщения о светящихся красных шарах

Странные огни, но мало неопровержимых фактов

США публикуют третью порцию файлов об НЛО

Трамп обнародовал третью порцию файлов об НЛО

Угрожает ли Вере раскрытие НЛО

Шкала сообщений об НЛО, заслуживающих изучения

Большинство американцев верят в НЛО

Вращающиеся диски и светящиеся шары

Время существует не везде

Инопланетяне могут существовать

Инопланетяне на чемпионате мира

Опубликованы новые файлы об НЛО

Официальные лица США приблизились к тайне НЛО

Пентагон опубликовал третью партию файлов об НЛО

Плазменные шары в центре внимания

Появление НЛО над Зимбабве летом 2008 года

Публичное раскрытие администрации Трампа

Пять сообщений правоохранительных органов о НЛО

Светящиеся шары на северо-востоке США

Создали ядерные шаровые молнии в лаборатории

США публикуют третью партию файлов об НЛО

Третья партия файлов об НЛО

Уфологические файлы Пентагона содержат видеозаписи

Фильм, который стоит посмотреть перед Днем раскрытия

Христианство совместимо с концепцией НЛО

Шаровые НЛО над северо-востоком США

Реальные истории, которые легли в основу фильмов ужасов

Артефакт обнаружен на фото марсохода

База инопланетян в районе северного полюса Луны

Восемь инопланетных существ, описанных властями

Грибы на Марсе сделают реголит плодородным

Загадочный водяной лед Меркурия

Замаскированный НЛО направляется к району ранчо Скинуокер

Инвестор ищет возможности, связанные с НЛО

Инопланетяне как никогда близки

Кладезь данных о гравитационных волнах

Марс может помочь нам понять маргинальные экзопланеты

Невероятный научно-фантастический мини-сериал

Новый опрос проливает свет на убеждения американцев

Обнаружена трижды затменная система звёзд

Одержимость Стивена Спилберга инопланетянами

Пилот видел НЛО размером больше авианосца

Правительственные секреты об инопланетянах

Привел ли инцидент в Варгинье к обнаружению инопланетян

Реальные доказательства или мистификация

Светящийся шар завис над городом

Умирающая звезда создала Хрустальный Шар

Величайшее сокрытие информации в истории США

День раскрытия информации хочет, чтобы вы поверили

Доказательство реальности путешествий во времени

Как использовать лунные ресурсы

Миллиарды секретных расходов, скрытых от Конгресса

Многие фильмы Спилберга об инопланетянах глубокие

Многомиллиардный секрет американских военных

Не верьте ажиотажу вокруг искусственного интеллекта

НЛО увеличивает число подписчиков блогеров

Определили физические признаки нашего Сознания

Отвечать на сигналы инопланетян запрещено

План на день, когда инопланетяне вступят в контакт

Почему размер популяции не спасает ее от вымирания

Связи ЦРУ с инопланетными технологиями

Скрытый порядок в многомерной случайности

Странные огни, бесшумные корабли и близкие встречи

США изучали комаров как биологическое оружие

ЦРУ собирает инопланетные технологии

Черные дыры делают экзопланеты непригодными для жизни

Эмили Блант изучала реальные истории о похищениях

Берегитесь Малдеров и Скалли

В файлах об НЛО христиане видят демонов

Внеземная жизнь может ускользать от зондов

Законодатели хотят, чтобы уфо-инсайдеры имели иммунитет

Как Великая пирамида пережила землетрясения

Конгрессмен осуждает препятствия на пути к правде

На острове Пасхи появилась новая статуя

Недалеко от Юпитера наши рой метеоритов

Нужно принять меры по обеспечению прозрачности

Обнаружили сверхземлю у близлежащего красного карлика

Писать письма инопланетянам нестоит

Правительство США вербовало детей-экстрасенсов

Правительству США известно об инопланетянах

Сильно покрасневшие загадочные квазары

Скептик посетил ранчо Скинуокер

Стивен Спилберг вызвал возмущение из-за НЛО

Стремление к раскрытию тайн НЛО

Уфо-инсайдеры штурмуют Капитолийский холм

Участники сообщества конспирологов на Reddit

Экзопланета размером с Сатурн и земной температурой

Адские планеты более распространены, чем экзоземли

Вот 15 лучших фильмов об НЛО

Встречи с инопланетянами. Факт или вымысел

Жанна д’Арк - девушка, которая определила будущее мира

Жуткий НЛО замечен в Бразилии

Инопланетяне - самозванцы

Испытали управляемый снаряд для рельсотрона

Как инопланетянам достичь Земли

Картина доказывает, что путешествия во времени реальны

Кристаллы пространства и времени

Людей отправляют в Ад чаще, чем в Рай

Обреченные экспедиции - почва для теорий заговора

Они прилетели из чужих миров

Откуда Земля получила фосфор и азот

Под водами озера Шамплейн скрывается чудовище

Правительству США известно о расах инопланетян

Решение проблемы Кардашева

Секретные программы обратного инжиниринга НЛО

Сотрудник ЦРУ рассекретил сеть инопланетных хабов

Что бы почитать про НЛО

Грузовики с КМУ от «Грузовик-ДВ»

Администрация Байдена стреляла ракетами по шарам

Архиепархия Вашингтона разошлась во мнениях о НЛО

Все предсказания Ванги на 2026 год

Наверх
Яндекс.Метрика