Карты корональных дыр

В нашей рубрике мы уже писали о процессах, происходящих в корональных дырах Солнца («Химия и жизнь» 2020, 12). Это темные в ультрафиолете области, в которых силовые линии магнитного поля не образуют петель и вытянуты радиально. Из дыр активно истекает плазма солнечного ветра. Ионы ее потоков ответственны за проявление геомагнитных бурь и влияют на земную погоду. Сегодня точные прогнозы бурь составляют специально обученные эксперты-наблюдатели, которые вручную обрабатывают изображения солнечного диска.

Недавно ученые сделали шаг к автоматизации этой трудоемкой работы. Егор Илларионов, сотрудник кафедры теории вероятностей мехмата МГУ имени М.В Ломоносова, совместно с Андреем Тлатовым из Кисловодской горной астрономической станции РАН и Александром Косовичевым из Технологического института Нью-Джерси предложили новый метод детектирования корональных дыр с помощью искусственного интеллекта (ИИ). На вход программы поступает изображение Солнца, а на выходе формируется карта активных областей. Машинную модель обучали на большой выборке изображений, размеченных опытными наблюдателями станции, и она смогла обнаруживать дыры не хуже, чем эксперты.

Оказалось, что новый метод можно применить к более широкому кругу входных данных, чем использованные при его обучении. Программа способна обрабатывать не только снимки диска Солнца, но и составленные из них карты его поверхности. «Модель тратит на один снимок доли секунды: скорость работы позволяет анализировать снимки в режиме онлайн. Открывается возможность массовой обработки архивов наблюдений, и, что важно, делать это по единым стандартам», — рассказал Егор Илларионов. Ученые применили программу к снимкам на длине волны 19,3 нм, сделанным Солнечной динамической обсерваторией НАСА в последние десять лет. В результате появился каталог карт корональных дыр, который выложен в открытый доступ.

Сегодня ученые во многих лабораториях мира разрабатывают автоматические системы мониторинга и прогноза различных факторов космической погоды. Для них новая модель представляет особый интерес, ведь выявление корональных дыр — 
это один из первых этапов при моделировании распространения солнечного ветра.

(The Astrophysical Journal 2020, 10 ноября)