科学家使用deepfake人工智能图像来了解太阳的大气层

人工智能生成的同一日冕雨的deepfake图像，分辨率更清晰。鸣谢:卢克·麦克马伦/美国宇航局太阳动力学观测站

（蜘蛛网eeook.com）据皇家天文学会（Gurjeet Kahlon）：太阳科学家正在使用deepfake人工智能图像来揭开太阳大气的奥秘。这项研究发表在本周的国家天文学会议上，是诺森比亚大学和伯尔尼大学合作的一部分。

80多年来，太阳物理学家一直试图了解太阳大气上游(日冕)出人意料地比接近表面的层更热的方式和原因。科学家们已经将其缩小到两个可能的原因:通过等离子体中的波耗散或通过磁力线的高能重连来加热。有证据表明这两种情况都在发生，但是每个过程对总热量的贡献仍然是未知的。

解开这个谜团的关键似乎在于被称为“日冕雨”的美丽现象——向外投射并落回太阳大气上游的较冷等离子体环。识别这种雨对于加深我们对太阳基本热力学的理解至关重要。“雨”似乎只是由磁力线重连产生的。如果科学家能够发现有多少日冕雨落在太阳上，他们就可以确定这种意想不到的加热循环是如何工作的。

为了知道有多少雨，必须从无数的其他太阳物质中分离出来观察。大多数对太阳雨的观测是由美国宇航局太阳动力学天文台上的大气成像组件(AIA)进行的。然而，这些图像中的雨经常被较热的物质遮挡。美国宇航局太阳观测卫星接口区域成像光谱仪(IRIS)拍摄的替代图像更清楚地显示了降雨，但只能捕捉有限的视野。在具有虹膜清晰分辨率的大量AIA中，需要一组金发姑娘图像。

NASA太阳动力学天文台上的大气成像组件(AIA)拍摄的日冕雨等离子体投影的原始图像。鸣谢:卢克·麦克马伦/美国宇航局太阳动力学观测站

美国宇航局太阳动力学天文台上的大气成像组件(AIA)拍摄的日冕雨圈的原始图像，显示了较热物质造成的模糊。鸣谢:卢克·麦克马伦/美国宇航局太阳动力学观测站

AI在研究了一组来自IRIS的更高分辨率图像后生成的日冕雨深度假图像。日冕雨圈更加清晰可见。鸣谢:卢克·麦克马伦/美国宇航局太阳动力学观测站

为了解决这个问题，来自诺森比亚大学的研究人员卢克·麦克马伦训练了一种人工智能机器学习算法，以研究高清虹膜图像，然后增强更丰富、质量更低的AIA图像，创建“深度假像”，让天文学家了解太阳大气中有多少冕雨，并随后解决其不寻常的热分层之谜。

“我们生活在太阳能研究的黄金时代，”该项目的首席研究员卢克·麦克马伦说。“我们不仅获得了比以往更多的太阳大气高分辨率图像，而且机器学习技术的快速发展和实施与这些观察相结合，使我们能够找到困扰社区几十年的问题的答案。我们预计观察和机器学习之间的这种合作只会越来越深入，并成为我们科学武库中的一个主要工具。”