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    人工智能利用聲波觀察恒星內部

    您可能如何看待星星內部?您可以使用手術刀和其他工具,但是在皮膚融化之前,好運能到達表面幾百萬公里之內。我們宇宙中的星星很好地隱藏了他們的秘密,但是天文學家可以超越他們的聰明,并找到了使用所有聲波窺視他們內心的方法。

    地震

    “空間中的聲波”是一個非常令人困惑的短語,但是不用擔心,這些聲波嚴格地停留在它們的恒星范圍內。每顆恒星都是充滿強烈狂熱活動的動感漩渦。在內部,您會感到核芯的瘋狂,在數百萬度的溫度下,新的元素就被鍛造了。在外面,空間本身就是真空的,比在絕對高于零的溫度下的寒冷還冷。

    恒星身體的工作是將所有熱量從內心散布到急需去的地方。雖然在他們的生活恒星處于平衡狀態存在(它們不是在超新星爆炸或折疊成一個黑洞 ,現在),任何輕微的擾動能堅持在整個大宗明星的輕微顛簸和晃-以及其表面。

    “整個物體的顛簸和擺動”也被稱為聲波。

    當恒星從其內部復雜的物理學中發出脈沖,升沉和顫動時,它們的表面會隨著聲駐波而振動,我們可以從遠處觀察到亮度的微小變化。

    星星可以通過幾種不同的方式開始尖叫。如果一塊補丁或整個星體層恰好比平均密度高一點,它可以將輻射捕獲在其下方,從而防止其逸出。這會異常加熱該層,從而導致加熱!

    上升并膨脹,釋放出滯留的熱量,并使該層冷卻下來,并沉降回到開始的方式,從而重置整個過程。隨著這一周期的繼續,脈動會發出聲波,暫時包圍整個恒星。

    恒星內部的對流也起著一定的作用,因為巨大的恒星物質團到達表面,接觸太空的寒冷,釋放熱量,然后回落到火熱的深處。這種持續的攪拌,就像爐子上一鍋水的沸騰表面一樣,在整個恒星中產生共振。

    甚至附近的同伴也可以驅動聲波的產生,因為在軌道上的伙伴的引力會在恒星上拉動和調整,以看不見的引力拍擊和擠壓產生,從而引發更多的地震。

    模擬與聲波現實相遇

    恒星內部會產生各種振動。有些只持續一會兒,有些會停留很長時間。有些粘在表面或下面,而另一些則在上下拉動,在此過程中彈跳掉致密的核。這意味著振動對于診斷恒星狀況非常有用。幾歲了?較重的元素在其中游動的百分比是多少?各個內部層如何相互連接(或不相互連接)?

    進入任何特定恒星的各種成分的特定混合,巧妙地改變了表面上存在的振動的種類。這就像恒星的相貌學,但實際上是科學:研究恒星表面的顛簸和擺動可以揭示其特征。

    這就是計算機在很大程度上引起 人們注意的地方,也是為什么星震學是一個相對較新的領域。我們沒有分類的,已顯示的恒星與活體標本進行比較的目錄。相反,我們有計算機-其中很多。一個接一個的模型,我們在硅烤箱中烘烤各種可能的星形,范圍涵蓋各種可管理的輸入參數。

    而且,我們也調整物理學,修改和研究關于恒星如何在內部工作的各種理論。核心與大氣的連接程度如何?磁場有多重要?旋轉和熱傳遞之間有什么關系?重要的問題沒有很多答案。

    這些假星的廣泛模擬為我們提供了必要的“后目錄”,以與觀測值進行比較。但是觀察并不容易。我們無法觀察到大多數恒星的表面-我們只能在遠處注視著恒星發出的光線變暗和變亮的情況。

    某些變化是由于隨機爆發或其他氣質活動引起的。這種變化的部分原因是由于軌道上的行星越過視線。其中一些變化是由于聲波從恒星中撞擊并冒泡到表面上,從而略微改變了恒星閃耀時的亮度。

    它是理論與現實相遇的地方,但是觀測值非常短(我們不能很長時間地觀測恒星),而觀測值是不完整的(我們看不到 表面上的所有振動)。為了更好地理解這一切,天文學家最近開發了一條完整的機器學習管道,以將數據與模型進行比較。

    在此管道中,科學家在模擬中訓練了一個神經網絡,使它能夠發現模型輸入參數(恒星質量,金屬質量等)與表面振動模式之間的所有微妙關系。然后,利用這些豐富的知識,該算法可以查看具有真實,混亂數據的真實恒星,并在模型中找到最佳匹配。就星震學而言,該技術仍處于起步階段,但它為通過恒星樣本進行挖掘,了解恒星在內部的工作方式開辟了廣闊的前景。

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