大卫·迪金森《今日宇宙》 1999年，一个巨大的恒星质量喷射离开了太阳
信用:美国航天局/欧空局 这是一个值得考虑的迷人想法
几个世纪前，太阳到底是什么样子的？如果开普勒和伽利略时代的天文学家拥有现代技术来监测太阳的电磁波谱，我们会看到什么？ 多亏了现代人工智能，也许有一种方法可以真正“看到”太阳在很久以前的状态
2021年2月发表在《美国天文学会天体物理学杂志》上的一项题为“通过深度学习从1612年伽利略太阳黑子图中生成现代卫星数据”的研究使用了一套创新的推理方法，将太阳黑子草图与地面和天基观测的现代视图进行比较
这项研究由韩国庆熙大学的哈里姆·李领导
伽利略和太阳 太阳黑子记录代表了最长的可用天文数据集之一，一直追溯到公元1128年的中国观测
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在望远镜时代之前，大型的肉眼可见的太阳黑子偶尔会被看到并记录下来，因为在日出或日落时，柔和的阳光会透过低雾层或云霾层照射进来
人工智能vs
自我诊断:每一对都是真实的自我诊断图像(左)与研究中产生的“深度学习图像”(右)
信用:哈里姆李等人
2021 伽利略对太阳黑子活动进行了细致的记录，从1612年夏天开始的几个月里，他描绘了他所看到的一切
尽管有传说，伽利略盲目观察太阳的故事是虚构的——相反，他使用投影法，通过一个原始的日光镜把太阳的图像投射到一个黑暗的房间里
当然，伽利略不知道太阳黑子到底是什么
今天，我们知道太阳光球层中的这些磁通量区域比周围区域更冷，在太阳耀眼的表面下呈现黑色
此外，太阳黑子群和黑子对的极性不仅表明它们与特定的11年太阳周期有关，而且它们在太阳表面纬度上的出现也经历了一个周期，从早期的高纬度开始，然后向太阳赤道移动，这就是所谓的斯普尔定律
太阳也每11年周期翻转一次极性，两个周期(22年)等于一个黑尔周期
如今，美国国家航空航天局的太阳动力学观测站和美国国家航空航天局/欧洲航天局(欧空局)的太阳日光层观测站(SOHO)等任务全天候对太阳进行全方位监测
这给了我们一个关于太阳正在发生什么的更为全面和有力的描述
由于这些任务，我们现在知道太阳黑子活动与其他现象密切相关，包括在光球层看到的光斑到在太阳色球层上部看到的骨针、日珥和日冕物质抛射… 伽利略的黑子草图
学分:伽利略项目/莱斯大学/公共领域 但是在伽利略的时代，这些看不见的事件实际上会是什么样子呢？ 研究人员在研究中意识到，我们实际上有一个现代的模拟来弥补记录太阳活动的新旧方法之间的差距
自1917年以来，南加州威尔逊山天文台的熟练观测者每天都在描绘太阳的面貌
这是在天文台的复杂场地上用150英尺高的太阳塔完成的，就像伽利略时代一样，素描是用太阳投影到一个黑暗的房间里完成的
你可以在网上细读这张迷人的现代唱片
训练人工智能观察太阳 研究人员意识到，这些草图现在与现代观测同步进行，给人工智能程序提供了一些“事实核查”的依据
利用2011年至2015年的太阳图和太阳数据采集系统的数据，研究人员能够“教”程序以高保真度复制广谱图
最终，深度学习模型使用了1046对太阳黑子草图与太阳黑子相对数图像的对比
一种17世纪早期的日晷，与伽利略的非常相似，天文学家克里斯托弗·谢纳神父在这里用它来描绘太阳黑子
公用领域 在泰山进行的细致的太阳草图
威尔逊
球体代表地球作为比较
信用:威尔逊山天文台 接下来，研究小组在伽利略绘制的草图上进行了实验，得到了有趣的结果
“历史黑子图是了解过去太阳活动的非常重要的资源，”李在最近关于这个主题的论文中说
“我们的结果表明，人工智能产生的磁图的双极结构与原始磁图的双极结构一致，它们的无符号磁通量与原始磁图的磁通量一致
" 这也可以用于历史背景下，为其他事件收集新的见解，如1859年的大卡林顿超级耀斑
这种臭名昭著的大规模耀斑使得极光出现在遥远的加勒比海南部，实际上感应出的电流足以点燃电报局
根据伽利略的观测，模拟了1612年夏季的太阳活动
信用:哈里姆李等2021
这项技术出现在太阳和现代太阳活动的迷人结合点，因为2021年第25个太阳周期刚刚开始
它会令人眼花缭乱，还是——就像之前的24年一样——冒泡？展望未来，如果我们停止任何现有的太空资产，这种从简单的太阳黑子草图推断太阳的方法也可以应用
看到现代高科技天文学在低科技的手眼方法的辅助下，简单地描绘和记录观察者从目镜中看到的东西，真是令人着迷
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