人工智能使人们对太阳磁场有了新的认识

格拉茨大学的科学家与Skoltech的研究人员合作，利用人工智能准实时模拟太阳上层大气的磁场，在太阳物理学方面取得了突破。这项发表在《自然天文学》上的研究为增进我们对太阳行为及其对太空天气影响的理解带来了巨大希望。

太阳磁场是太空天气的主要驱动因素，它可能对电力、航空和太空技术等关键基础设施造成损害。严重太空天气事件的主要来源是太阳活动区域，即太阳黑子周围的区域，通过太阳表面出现强磁场。目前的观测能力只能让我们测量太阳表面的磁场，然而，能量的积累和释放发生在太阳大气层、日冕的更高处。

通过利用物理信息神经网络的功能，该团队成功地将观测数据与物理无力磁场模型相结合，从而全面了解观测到的现象与控制太阳活动的底层物理之间的联系。这种尖端方法标志着太阳物理学的一个重要里程碑，并为太阳的数值模拟开辟了新的机会。

研究人员模拟了观测到的太阳活动区域的演化，并展示了实时执行无力磁场模拟的能力。令人印象深刻的是，这个过程只需要不到12小时的计算时间来模拟五天的观测系列。这种前所未有的速度使科学家能够对太阳活动进行实时分析和预测，从而增强我们预测太空天气事件的能力。

该团队进一步研究了日冕体积内自由磁能的时间演化，这与太阳上的太阳喷发事件有关，例如日冕物质抛射——大型等离子体云以100-3,500公里/秒的速度从太阳大气中喷出。与极紫外观测的比较证实了该方法的稳健性和准确性。至关重要的是，结果揭示了自由磁能在空间和时间上的显着损耗，这与观测到的太阳喷发直接相关。

首席研究员RobertJarolim表示：“我们在这方面使用人工智能代表了一次变革性的飞跃。使用人工智能技术进行数值模拟使我们能够更好地整合观测数据，并具有进一步提高我们的模拟能力的巨大潜力。”

Skoltech副教授TatianaPodlachikova表示：“计算速度对于改善空间天气预报和增进我们对太阳行为的了解具有重大前景。”

格拉茨大学和Skoltech的科学家进行的这项研究代表了太阳物理学领域的显着进步。通过利用人工智能和物理神经网络的力量，他们实现了太阳日冕磁场的实时模拟，彻底改变了我们理解太阳活动的能力。