Ученые пермского Института механики сплошных сред УрО РАН в кооперации со специалистами Института земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн имени Пушкова РАН и Московского государственного университета имени Ломоносовавпервые использовали нейросети для решения одной из самых сложных проблем современной астрофизики — описания турбулентности в модели солнечного динамо. Об этом 27 мая сообщил пресс-центр Российской академии наук. Работа поддержана грантом Российского научного фонда и опубликована в журнале Physical Review E.
Речь идет о механизме, благодаря которому в недрах Солнца возникает и поддерживается магнитное поле. Именно оно управляет солнечными пятнами, вспышками и примерно 11-летними циклами активности звезды. Но десятилетиями исследователям мешала одна фундаментальная трудность: турбулентные потоки плазмы внутри Солнца крайне хаотичны, и классические модели с трудом описывают их поведение.
Когда хаос не поддается формулам
В новой работе исследователи встроили нейросеть непосредственно в физическую модель. Алгоритм обучали на наблюдательных данных о солнечных циклах, а затем использовали для поиска закономерностей в так называемом альфа-эффекте — одном из ключевых процессов генерации магнитного поля.
Главный результат: система смогла подобрать несколько реалистичных сценариев развития солнечного динамо и показать устойчивую связь между формой подавления турбулентности и параметрами магнитного поля. Это позволило приблизиться к решению так называемой «задачи замыкания» — одной из самых давних проблем теории динамо.
Авторы подчеркивают, что нейросеть не заменяет физику, а помогает найти скрытые зависимости там, где аналитические методы упираются в слишком большое число переменных.
Почему это важно не только для астрофизиков
Понимание солнечного динамо напрямую связано с прогнозированием космической погоды. Сильные вспышки и выбросы плазмы способны влиять на спутники, радиосвязь, навигацию и энергетические системы на Земле.
Интересно, что за последние годы ученые все чаще пересматривают представления о магнитной активности Солнца. Например, в 2024 году в журнале Nature вышла работа, где исследователи предположили, что запуск солнечного динамо может происходить ближе к поверхности звезды, чем считалось раньше. А в 2023 году в Nature Astronomy опубликовали численные доказательства существования маломасштабного динамо при параметрах, близких к солнечным.
На фоне этих результатов российская работа выглядит особенно своевременной: нейросетевые методы начинают входить в одну из самых сложных областей физики — моделирование турбулентных процессов в звездах.
Подробнее о глубине залегания солнечного «движка» — в материале Hi-Tech Mail.
Источник: hi-tech.mail.ru