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
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

Анализ и присвоение названия новому метеориту

Встреча с зелеными человечками в Кентукки

Зафиксировали самый удаленный быстрый радиовсплеск

Зонд Люси мог бы посетить еще один астероид

ИИ научился быть злым без чьих-либо указаний

Кинолог запечатлел очень быстрый НЛО

Метеорит пробил дыру в крыше дома в Джорджии

Мужчина, выгуливая свою собаку, запечатлел НЛО

На экзолунах у Альфа Центавра может быть жизнь

Планеты, на которых нет воды, могут производить жидкости

Появление новой статуи на острове Пасхи

Пропавший самолет Амелии Эрхарт найден

Пугающая информация о таинственном межзвездном объекте

Расы инопланетян, о которых известно властям США

Сфера Дайсона поможет воскрешать мертвых

Сходство между околосмертными переживаниями и наркотиками

Туринская плащаница. Это кто-то другой, а не Иисус

Физический варп-двигатель возможен

Черный куб замечен над базой ВВС Райт-Паттерсон

Шокирующее открытие после падения метеорита в Джорджии

База инопланетян в кратере Лаут на Марсе

Видел ли Дональд Трамп НЛО

Древние постройки обнаружили на Меркурии

Завод по производству лунного кирпича

Загадочная комета, прилетевшая из другой системы

НАСА изучает загадочную межзвездную комету

Научились превращать ртуть в золото

НЛО заметили над штатом Нью-Джерси

НЛО наблюдает за семьей в Индии

НЛО оставляет дымный след над Невадой

Обнаружена самая массивная черная дыра

Обнаружены первые звезды Вселенной

Существуют четыре различных вида инопланетян

США используют технологии инопланетян

Таинственный гигант, скрывающийся за черными дырами

Три фигуры появляются на Солнце

Удивительный полет к черной дыре

Федеральный советник по науке призывает изучать НЛО

Экзопланета у ближайшей солнцеподобной звезды

Экзотические вихри на картине 'Звездная ночь'

Гигантский пузырь звезды-сверхгиганта удивляет

Когда марсианский грунт распадется на части

Космическая гонка касается не только крупных стран

Криптотерриториальная гипотеза

Литологические особенности ландшафта Марса

Молодая звезда начинает взрываться

НАСА спешит разместить ядерные реакторы на Луне и Марсе

НАСА ускоренно разрабатывает лунный реактор

Недавние вулканические и термальные изменения на Марсе

Поиск жизни на Марсе был явной целью астросообщества

Почему кабинет Трампа дает разные ответы о НЛО

С помощью ChatGPT пишется все больше научных статей

Самая ранняя черная дыра во Вселенной

Свидетельства о кровавом ритуале на Туринской плащанице

Столкновение облаков приводит к вездообразованию

Тайна Бермудского треугольника раскрыта

Тайны космического винограда

Тайны протопланетных дисков

Что нужно знать о Лох-Несском чудовище

Шестеро преемников могли бы исследовать Марс

Бесконечная зима в Европе все ближе

Библейские руины - ключ к тайне Ковчега завета

Библейское море становится кроваво-красным

Власти США знают о четырех расах инопланетян

Изображение Плащаницы сделано со скульптуры

Конгрессмен рассказал об инопланетянах

Миру следует разработать политику в области НЛО

На Марсе нашли совершенно новый минерал

Наблюдение за НЛО в Уилтшире

Новые подсказки в поисках Восьмого чуда

Обнаружена экзопланета в обитаемой зоне Альфы Центавра

Популярные места для наблюдения НЛО в США

Страх охватил деревни в Австралии из-за НЛО

Существо в реке Хан в Сеуле стало вирусным

Тайна Атлантиды становится все более загадочной

Тайна человеческого сердца Леонардо да Винчи

Тулси Габбард возрождает теорию заговора о НЛО

Ученые предсказывают Конец света

Центр изучения НЛО открывает набор учителей

Что означает интерес Джей Ди Вэнса к НЛО

Безумный план посетить черную дыру

Загадочные временные явления в тени Земли

Загадочный межзвездный обьект - инопланетный корабль

Закрыли изучавший телепортацию институт МГУ

Заметили облако в форме рестлера Халка Хогана

Затонувший город расскажет о Ноевом ковчеге

Межзвездная экспедиция к черной дыре

Межзвездный объект имеет разумный дизайн

Мрачное предупреждением о 15 годах антиутопии

НЛО сняли в холмах Малверн

Новое открытие в Туринской плащаницы

Новый вид физики, не виданный ранее

Новый окрас кошек противоречит генетическим ожиданиям

Пилот уверен, что нашел самолет Амелии Эрхарт

Признаки древней жизни на Красной планете

Самое странное кольцо Сатурна

Суперинтеллект роботов может привести к Апокалипсису

Существуют другие видео маневров НЛО у Нимица

Сфера Буга - часть скрытой планетарной сети

Таинственные шары требуют научного изучения

Мраморные памятники фото и цена

Автомобилист принял телескоп за НЛО

Великая пирамида на тысячелетия старше фараонов

Вера в возможность существования внеземной жизни

Давайте сохраним Луну

Директор национальной разведки рассказала о НЛО

Доказательство приземления НЛО тысячи лет назад

ИИ ChatGPT превратили в похитителя данных

ИИ вскоре получит контроль над ядерным оружием

Инопланетный зонд нужно изучить

Инопланетяне живут рядом с нами

Направляясь к системе Проксимы Центавра

Огромный подводный город недалеко от Ноева ковчега

Орбита - игровая площадка для миллиардеров

Планеты-изгои могут образовывать планетные системы

Познакомьтесь с черными дырами среднего размера

Путешествие к экзопланете может занять 250 лет

Суперсталь выведет термоядерный синтез на новый уровень

Там могут быть инопланетяне

Теории о происхождении темной материи

Футуристический корабль для полета к звездам

Безумная теория астрофизика

Бесследное исчезновение самолета у Австралии

Взгляните на индонезийский фестиваль НЛО

Все люди могут быть пришельцами с Марса

Деревушка в Шотландии - столица НЛО Великобритании

Зеленый НЛО, похожий на кальмара, над Далласом

Кто первым построит ядерный реактор на Луне

Люди развили две ноги не для того, чтобы бегать

Металлический шар над вулканом в Мексике

Мужчина установил связь с умершим сыном

Нечто в доме приставало по ночам к девочкам

НЛО оказался зеркалом телескопа

НЛО потерпел крушение у Стокгольма

Стоит ли бояться приближающейся кометы

Странное лицо на горе в Чили

Страшное предупреждение Хокинга об НЛО

Таинственный межзвездный объект неестественен

Уфологи пытаются реформировать Великобританию

Хокинг нас предупреждал

Хронология Великой пирамиды не верна

Перепланировка нежилого помещения. Законность и порядок действий

Библейское предупреждение о конце света

Вращение Земли таинственным образом ускорилось

Загадочное лицо на вершине горы в Чили

ИИ самостоятельно обнаружил уязвимости в ПО

Конгрессмена проинформировали об инопланетянах

Консультация, данная разоблачителю Дэвиду Грушу

Криптозоолог занялся политикой

Лох-Несское чудовище выглядит иначе

НЛО вызвали переполох в Индии

Отпечаток пальца библейского персонажа

Повернуть время вспять и стереть ошибки

Провал ключевой для колонизации Луны миссии

Связь между депрессией и датой рождения

США намерены оккупировать Луну

Теория о подозрительной активности в космосе

Трюк с квантовой запутанностью

Уфолог ушел в политику

Уфологи обнаружили базу инопланетян

Фильм 'Пришельцы в Америке - дело Паскагулы'

Экзопланеты подсказали размер и состав Планеты Х

Aвcтpaлийcкaя aнoмaльнaя зoнa нaпoминaeт o ceбe

Будущее астрономии на Луне

Вирусное видео с НЛО над Далласом

Вице-президент США хочет исследовать феномен НЛО

Внутри человека скрывается новая форма жизни

Джей Ди Вэнс рассказал о тайне НЛО

Инопланетян заметили над Далласом

Истинное предназначение Туринской плащаницы

Как напрямую обнаружить темную материю

Когда пространство становится временем

Нейтрино и темная материя

Обнаружение Земли-2 имеет решающее значение

Предупреждение Хокинга об инопланетянах и НЛО

Приземление зонда инопланетян на Земле назвали бредом

Туринская плащаница не была положена на Иисуса

Туринская плащаница соответствует барельефу статуи

Человечество скоро достигнет своего пика

Что происходит непосредственно перед ударом молнии

Эволюция древних библейских рукописей

Я заночевала в призрачном пабе Уэльса

Помощь при запое. Как работает детоксикация организма

Американская общественность узнает об НЛО

Вице-президент США Джей Ди Вэнс одержим НЛО

Власти США очарованы неопознанными летающими объектами

Наверх
Яндекс.Метрика