导航菜单

人工智能利用声波观察恒星内部

您可能如何看待星星内部?您可以使用手术刀和其他工具,但是在皮肤融化之前,好运能到达表面几百万公里之内。我们宇宙中的星星很好地隐藏了他们的秘密,但是天文学家可以超越他们的聪明,并找到了使用所有声波窥视他们内心的方法。

地震

“空间中的声波”是一个非常令人困惑的短语,但是不用担心,这些声波严格地停留在它们的恒星范围内。每颗恒星都是充满强烈狂热活动的动感漩涡。在内部,您会感到核芯的疯狂,在数百万度的温度下,新的元素就被锻造了。在外面,空间本身就是真空的,比在绝对高于零的温度下的寒冷还冷。

恒星身体的工作是将所有热量从内心散布到急需去的地方。虽然在他们的生活恒星处于平衡状态存在(它们不是在超新星爆炸或折叠成一个黑洞 ,现在),任何轻微的扰动能坚持在整个大宗明星的轻微颠簸和晃-以及其表面。

“整个物体的颠簸和摆动”也被称为声波。

当恒星从其内部复杂的物理学中发出脉冲,升沉和颤动时,它们的表面会随着声驻波而振动,我们可以从远处观察到亮度的微小变化。

星星可以通过几种不同的方式开始尖叫。如果一块补丁或整个星体层恰好比平均密度高一点,它可以将辐射捕获在其下方,从而防止其逸出。这会异常加热该层,从而导致加热!

上升并膨胀,释放出滞留的热量,并使该层冷却下来,并沉降回到开始的方式,从而重置整个过程。随着这一周期的继续,脉动会发出声波,暂时包围整个恒星。

恒星内部的对流也起着一定的作用,因为巨大的恒星物质团到达表面,接触太空的寒冷,释放热量,然后回落到火热的深处。这种持续的搅拌,就像炉子上一锅水的沸腾表面一样,在整个恒星中产生共振。

甚至附近的同伴也可以驱动声波的产生,因为在轨道上的伙伴的引力会在恒星上拉动和调整,以看不见的引力拍击和挤压产生,从而引发更多的地震。

模拟与声波现实相遇

恒星内部会产生各种振动。有些只持续一会儿,有些会停留很长时间。有些粘在表面或下面,而另一些则在上下拉动,在此过程中弹跳掉致密的核。这意味着振动对于诊断恒星状况非常有用。几岁了?较重的元素在其中游动的百分比是多少?各个内部层如何相互连接(或不相互连接)?

进入任何特定恒星的各种成分的特定混合,巧妙地改变了表面上存在的振动的种类。这就像恒星的相貌学,但实际上是科学:研究恒星表面的颠簸和摆动可以揭示其特征。

这就是计算机在很大程度上引起 人们注意的地方,也是为什么星震学是一个相对较新的领域。我们没有分类的,已显示的恒星与活体标本进行比较的目录。相反,我们有计算机-其中很多。一个接一个的模型,我们在硅烤箱中烘烤各种可能的星形,范围涵盖各种可管理的输入参数。

而且,我们也调整物理学,修改和研究关于恒星如何在内部工作的各种理论。核心与大气的连接程度如何?磁场有多重要?旋转和热传递之间有什么关系?重要的问题没有很多答案。

这些假星的广泛模拟为我们提供了必要的“后目录”,以与观测值进行比较。但是观察并不容易。我们无法观察到大多数恒星的表面-我们只能在远处注视着恒星发出的光线变暗和变亮的情况。

某些变化是由于随机爆发或其他气质活动引起的。这种变化的部分原因是由于轨道上的行星越过视线。其中一些变化是由于声波从恒星中撞击并冒泡到表面上,从而略微改变了恒星闪耀时的亮度。

它是理论与现实相遇的地方,但是观测值非常短(我们不能很长时间地观测恒星),而观测值是不完整的(我们看不到 表面上的所有振动)。为了更好地理解这一切,天文学家最近开发了一条完整的机器学习管道,以将数据与模型进行比较。

在此管道中,科学家在模拟中训练了一个神经网络,使它能够发现模型输入参数(恒星质量,金属质量等)与表面振动模式之间的所有微妙关系。然后,利用这些丰富的知识,该算法可以查看具有真实,混乱数据的真实恒星,并在模型中找到最佳匹配。就星震学而言,该技术仍处于起步阶段,但它为通过恒星样本进行挖掘,了解恒星在内部的工作方式开辟了广阔的前景。

阅读更多:“深度学习应用于具有相干振荡模式的恒星的星震模型

郑重声明:本文版权归原作者所有,转载文章仅为传播更多信息之目的,如作者信息标记有误,请第一时间联系我们修改或删除,多谢。