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AI可以解决双星在“单个笔记本电脑上的几分钟或几秒钟”中提出的难题。

2025-06-03 09:00:00 英文原文

作者:Robert LeaSocial Links NavigationSenior Writer

The landscape of an alien world orbiting binary stars. Such pairings are much tougher to spot from great distances
外星世界绕着二进制明星的景观。从距离很大的距离很难发现这样的配对 (图片来源:Robert Lea(用帆布创建))

一个新的人工智能计划可以彻底改变我们对二元星系统的理解,从而大大减少区分恒星特征所需的时间。有了这个程序,通常需要整整一个月的时间就可以在短短10分钟内完成。

因此,该系统是一个名为Phoebai的神经网络,因此可以彻底改变评估的过程这些双星系统并确定诸如质量和大小之类的出色品质,从而减轻了目前正在等待分析的数十万个潜在二进制物的瓶颈。

“超过50%阳光般的星星还有更多巨大的星星是二进制或多个恒星系统,“研究作者和维拉诺瓦大学的研究员安德烈·普拉(AndrejPrå'a)告诉Space.com。”超级计算机现在,一台笔记本电脑只需几分钟或几秒钟。”

1977年最令人难忘的序列之一星球大战:新希望当卢克·天行者(Luke Skywalker)凝视着他家乡塔图因(Tatooine)的双星,梦见太空冒险。

但是,他离自己的行星太阳不远。当盯着双子太阳(例如在更大的距离之外)时,天文学家比年轻的天行者在确定一颗星的两颗恒星时要比年轻的天行者艰难得多。如果那些恒星互相交叉(从我们地球上的有利位置可以看出),那么任务尤其困难,因为这意味着可以将两颗星的光视为单点源。

为了解决这个困难,来自维拉诺瓦的天体物理学家起草了人工智能(AI)希望它可以在许多光年之外的系统中看起来像是一点点光线,并区分了光线是否即将到来,从而确定了所谓的“黯然失色的二进制系统”。

正如菲比(Phoebai)提出的那样,将评估二进制恒星的速度提高了数百万美元,这是如此令人兴奋,因为二进制和多明星系统中存在宇宙中有多少恒星。

Film still from "Star Wars Episode IV: A New Hope" showing the sunset on the planet Tatooine.

卢克·天行者(Luke Skywalker)在塔图因的双胞胎之星下(图片来源:20世纪福克斯/卢卡斯影业)

Phoebai的重要性超出了简单地发现这些系统的背景。这是因为科学家可以“称重”星星的唯一方法是观察另一个身体的轨道特性。

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普拉说:“如果另一个身体恰好是恒星,那就很棒,因为我们可以看到它不同,例如,一个微弱的轨道外球星是不同的。因此,二进制恒星给我们带来了恒星的群众。”"Better yet, they can also give us stellar radii. Stars are quite literally at astronomical distances, meaning that, for the most part, we cannot resolve their disks. Enter binaries. If our vantage point is aligned with the orbital plane of the binary system, the stars will undergo eclipses. It is then a matter of simple geometry to figure out what the stellar sizes are."

这就是您“解决”星系的方式。

您如何解决像菲比这样的问题?

Pråâa指出,尽管黯然失色的二进制明星可以使天文学家获得恒星的基本参数,但在时间和资源方面,获得这些素质的成本很高。

“星星很复杂热力学体很难建模;因此,这些模型很复杂,它们的计算是时间成本的。如果我们试图分析目前可以使用的数十万个二进制文件,这将变得非常长。”

Phoebai基于一个称为Phoebe的“物理模型”。Phoebe已经进行了大量优化,因此能够用数千万人工产生的可观察物提供其后代。

普拉说:“ AI在这种情况下的作用是作为物理模型的倒数替换。换句话说,我们假设系统的二元性质已经建立,我们希望分析观察结果并提取二进制恒星组件的基本恒星参数。”“通过这样做,我们设法创建了一个强大的物理模型'模拟器',该物理模型在准确性方面执行的效果是在标准杆上的,但它以速度的速度优于物理模型,这是一百万倍。”

A blue sphere against a black background.

一个插图显示了NASA的系外行星猎人苔丝,可以通过二元星“解决” AI计划提供帮助。(图片来源:Robert Lea(用帆布创建))

在任务方面,Phoebai将用于协助,普雷阿说,最明显的过去和正在进行的候选人是光学重力镜头实验(OGLE),美国国家航空航天局的系外行星猎人,开普勒太空望远镜和过渡系外行星调查卫星(苔丝)。他补充说,菲比的巅峰成绩将在欧洲航天局(ESA)星号航天器(ESA)的第四个数据发布之后,盖亚。

普雷亚说:“菲比绝对有潜力彻底改变我们对二进制恒星的理解。”“我希望第二年见证二进制星场通过将解决的二进制文件的数量从数百到数十万增加。

“这将是未来几年的出色人口研究的宝库。”

同时,Pråâa解释了该团队目前正在执行对其AI输出的最后一刻验证,以确保机器中没有系统错误的形式中没有幽灵。

“同时,我们将获得苔丝全帧图像数据的建模。在整个夏季,我们将获得约150,000个磨损二进制光曲线的初步结果,我们将花几个月的时间来彻底分析和解释这些数据,”Prå'A总结说。“一旦完成,我们将通过同行评审的论文以及在同行评审的论文中向科学观众和公众传播这些发现项目网站。

该团队的研究于2月发布天体物理杂志。

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罗伯特·利亚(RobertâLeaâ)是英国的一位科学记者,其文章已发表在《物理世界》,《新科学家》,《天文学》杂志上,所有有关太空,新闻周刊和ZME科学。他还撰写了有关Elsevier和欧洲物理学杂志的科学传播。Rob拥有英国公开大学的物理和天文学理学学士学位。在Twitter @sciencef1rst上关注他。

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摘要

一个名为Phoebai的新AI计划可以大大减少分析二进制星系所需的时间,从而将评估时间从几周到仅几分钟来减少。这种进步对于确定黯然失色的二进制系统至关重要,并更有效地确定质量和大小等恒星特性。Phoebai由Villanova University的研究人员开发,利用机器学习仿真诸如Phoebe之类的复杂物理模型,从而更快地分析了Kepler,Tess和Gaia等任务的大量数据集。预计这一突破将在一年内成倍增加解决的二元星系的数量,从而大大增强了我们对恒星种群的理解。