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

Генерал ВМС называет бывшего шефа AARO лжецом

Глава Anthropic предрёк исчезновение инженерных профессий

Дементор замечен над Астаной

Еврей из НЛО

Загадочное исчезновение экипажа корабля

Инопланетяне, кровь и Белый дом

Кем был уфолог Дэвид Уилкок

Несмотря на конфликт, Белый дом ведёт переговоры с Anthropic

НЛО выводят из строя ядерное оружие с 1960-х годов

Новые откровения о НЛО и почему это не случайность

Общественник предложил создать музей уфологии

Он знал много ядерных секретов

Они маскируются под дроны

Они нашли черную живую слизь внутри корабля

Пентагон купил ИИ Гугла

Сущности предупредили чиновников о начале их войны с Богом

У американцев с инопланетянами всё давно на мази

Уфолог Ник Поуп скончался в возрасте 60 лет

Частое использование ИИ влияет на мозг

Чешуя дракона обнаружена на Марсе

Время может двигаться и быстро, и медленно одновременно

Галактики растут вокруг черных дыр

Древний марсианский океан существовал

Зафиксировано изменение состава кометы 3I-ATLAS

Инопланетная жизнь может скрываться у всех на виду

Камера запечатлела Существо во время ограбления

Крах майя был вызван климатическими колебаниями

Метан выделяется из межзвездной кометы 3I-ATLAS

Метан обнаружен на гигантской экзопланете

Новая группа крови, которая есть только у трех человек

Опасения по поводу сокрытия информации об НЛО

Пентагон согласовывал позиции с Луисом Элизондо

Постоянно меняющаяся многопланетная система

Путешественник во времени прибыл из 2582 года

США десятилетиями проводили эксперименты с НЛО

Тайна НЛО в Уайт-Маунтинс

Темный вулканический пепел Марса

Трехмерная карта меняет представление о Вселенной

Человечество упускает что-то важное об НЛО

Я единственный человек в постапокалиптическом мире

Американская лаборатория изучала НЛО

Гигантская жуткая тень на Марсе сильно выросла

Гравитация подчиняется законам Ньютона и Эйнштейна

Доказательства существования магнетизма в звездах

Дональд Трамп приказал обнародовать досье об НЛО

Инопланетяне могут подтвердить свое существование

Информатор об НЛО умер от передозировки

Источник загадочной дымки в атмосфере Венеры

Как газ превращается в диски, формирующие планеты

Может ли темная материя образоваться из черных дыр

НАСА подтвердило дату сближения с Апофисом

Открытие на острове Пасхи может переписать историю

Планетам требуется больше воды для поддержания жизни

Разоблачитель НЛО скончался накануне дачи показаний

Темная материя объясняет появление ранних черных дыр

Теория заговора привлекает внимание законодателей

Теперь 13 погибших или пропавших без вести

Трамп обещает расследовать гибель ученых-уфологов

Федералы встречались по поводу НЛО в 1990-х годах

Черные дыры вызывают вспышки в триллионы солнц

Бытовки в Москве и модульное строительство. Оперативные решения для бизнеса и частного сектора

Давать показания в Конгрессе США опасно для жизни

Загадочная смерть информатора об НЛО

Изучала ли американская лаборатория НЛО

Информатор конгресса умер от наркотической смеси

Карта мира скоро будет переписана

Конгрессмен предупреждает о разрушительной правде

Кто стоит за исчезновениями и смертями ученых

НАСА обнаружило важный ключ к жизни на Марсе

НЛО раскрывают секреты, искажающие реальность

Правда о Великой пирамиде раскрыта

Пропавшие ученые изучали НЛО

Путешественник во времени из 2118 года

Разоблачитель НЛО скончался перед дачей показаний

Растет число свидетельств того, что они уже здесь

Сообщения об НЛО подпитывают спекуляции

Тайна пропавших и погибших ученых раскрыта

Теория о большой батареи в Великой пирамиде

Ури Геллер предупредил Трампа, что телепортация реальна

Уфо-информатор умер от передозировки

ФБР проводит расследование смерти информатора

Ватикан настаивает на обнародовании данных об НЛО

Всплыло жуткое видео пропавшего ученого

Духовность и религиозная связь с НЛО

Инопланетяне, НЛО и демоны

Конгрессмен видел ошеломляющие данные об НЛО

На одной стороне Земли быстро становится холоднее

Пентагон скрывает инопланетный корабль

Политик видел фотографии и видео НЛО

Последние леденящие душу слова уфолога

Последние моменты жизни уфолога

Предупреждение уфолога перед смертью

Пропавшие ученые. Заговора нет, только подозрения

Ролик фильма Спилберга 'День раскрытия информации об НЛО'

Скандал вокруг смерти уфолога Дэвида Уилкока

Смерти и исчезновения ведущих ученых США

Странная смерть всей семьи ученого НАСА

Тайна происхождения минералов

У пропавших ученых США есть кое-что общее

Уфолог найден мертвым в Колорадо

Уфолог размышлял о недавних смертях своих коллег

Автор статей о паранормальных явлениях скончался

Видеозаписи НЛО, которые не поддаются никакому объяснению

Земляне могут быть хуже инопланетян

Зловещие файлы об НЛО существуют

Исследователь НЛО знал что-то важное

Кем был уфолог Дэвид Уилкок

Конгрессмен поделилась душераздирающей новостью

Кто такой доктор Джон Бранденбург

Лучший друг Дэвида Уилкока ошеломлен его смертью

Разрушили ли кибер-сталкеры жизнь уфолога

Расследование смерти писателя-уфолога

Сообщения о самоубийстве уфолога

Тайна инопланетной жизни вот-вот будет раскрыта

Трагический инцидент с автором книги о НЛО

У Дэвида Уилкока были проблемы с психикой

Уфолог Дэвид Уилкок привлек к себе внимание

Уфолог умер в возрасте 53 лет после самоубийства

Череда смертей известных уфологов

Что стоит за всплеском интереса к уфологии

Электронные письма представителя Пентагона об НЛО

Братья Земли. Между вечной ночью и днем

Грань между человеком и инопланетянином

Действительно ли Луна богата железом

Доказательства существования первых звезд

Загадка цвета троянских астероидов Юпитера

Как эволюционируют галактики с самого зарождения

На Луне только что появился новый шрам

Некоторые собаки в Чернобыле посинели

Поиск жизни в марсианских вулканах

Полный список экспертов, погибших или пропавших

Поп-культура формирует науку

Почему некоторые звезды в центре галактики выживают

Разгадка тайны Земли возрастом в 4,5 млрд лет

Разделительная черта между планетами и звездами

Солнечные пятна как оружие для поиска экзопланет

Странная смерть уфолога Эми Эскридж

Темная материя может находиться в двух состояниях

Темная материя может решить три космозагадки

Три субпопуляции сливающихся черных дыр

Я планирую жить, а не совершать самоубийство

Веб-сайт Белого дома об НЛО набирает обороты

Волна пропавших ученых возродила интерес к НЛО

Гигантские НЛО, бросающие вызов физике

Дата окончательного уничтожения человечества

Древняя библейская история о падших ангелах

Живой Нострадамус предсказывает смену власти в США

Известный уфолог Дэвид Уилкок покончил с собой

Исследователи изучают парейдолию

Какие файлы НЛО планирует опубликовать Пентагон

Когда Дональд Трамп опубликует файлы об НЛО

Место последнего упокоения Ковчега Завета

Мир получил отрезвляющее предупреждение о будущем

Можем ли мы на самом деле терраформировать Марс

Наиболее вероятные места нахождения воды на Луне

Невиданные ранее органические соединения Марса

Политик предупреждают о не поддающихся физике НЛО

Происхождение Великой пирамиды поставлено под сомнение

Тайна Ноева ковчега становится загадочнее

ФБР призвали к поиску зловещей правды

Что случилось с уфологом Дэвидом Уилкоком

Безусадочная смесь. Характеристики и применение

Америка готова к обнародованию данных о НЛО

Американские НЛО-ученые пропадают и гибнут

Аэробот для исследования атмосферы Венеры

Босс ядерной лаборатории оставил сыну тайник с НЛО

Город, где даже призраки носят оружие

Загадочные смерти и исчезновения элитных ученых

Загадочный человек доказывает путешествия во времени

ИИ реинжинирирует процесс поиска лекарств

Инопланетянин без пальцев и с прозрачной кожей

Многие люди знакомы с концепцией света в конце туннеля

Отец Эми Эскридж отрицает, что ее смерть подозрительна

Пантеры и леопарды бродят по сельской местности Англии

Пентагон обвинили в сокрытии информации

Первая близкая пара сверхмассивных черных дыр

Поиски конгрессменом звездолета инопланетян

Почему у Юпитера больше спутников, чем у Сатурна

Симпсоны предсказывают будущее

Скопление НЛО замечено над военной базой

Трамп дразнит очень интересными файлами об НЛО

Удивительный НЛО-отель на юго-западе Уэльса

Влажный корм для кошек и котят. Как выбрать идеальный рацион и почему это важно для здоровья

Девочка, воспитанная собаками

Документы об НЛО будут опубликованы очень скоро

Документы об НЛО, найденные в обзоре Пентагона

Наверх
Яндекс.Метрика