云南天文台利用机器学习预测日冕全日面软X射线辐射分布推动天文学科研动态的新进展

我最近参与了一个太阳物理研究的项目,作为团队的一员,我们利用了人工智能技术来分析和预测太阳日冕的行为。这个项目由洪俊超副研究员带领,包括季凯帆和刘辉两位同事。我们使用了一种叫做机器学习的方法,它可以帮助我们理解和预测日冕中的热量分布。

在这个过程中,我们主要使用了SDO/AIA(太阳大气成像仪)提供的极紫外波段数据。这台卫星能够每12秒对全天球进行六个不同的极紫上波段的观察,这对于我们了解日冕结构至关重要。然而,对于软X射线波段,我们必须依赖Hinode上的XRT(软X射线望远镜),它只能在特定的时间点对全天球进行少量观测。

为了克服这一限制,我们采用了一种深度学习算法——卷积神经网络。在这个模型中,我们利用配对的AIA与XRT数据,将其用于训练,使得模型能够将AIA 6个波段的观测转化为相应的XRT软X射线观测。这意味着我们可以通过这种方法构建出与实际观测一致的虚拟数据,从而缓解当前关于日冈软X射线观测缺失的问题。

我们的研究发现,这种方法比传统方法更快、更精确。它不仅能预测软X射线辐射,还能帮助我们反演出更多关于日冈微分辐射发出的信息,尤其是在温度高达五百万度以上等离子体结构方面。

这项工作得到了国家自然科学基金重点项目、面上项目、中国科学院太阳活动重点实验室以及科技部重大项目的大力支持。未来的研究可能会进一步探索如何结合这些虚拟数据,为某些具体太阳物理分析提供额外支持。

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