Het is een fascinerende gedachte om te overwegen.

Hoe zag de zon er precies uit, eeuwen geleden? Wat zouden we zien, als astronomen in de tijd van Kepler en Galileo moderne technologie hadden om de zon over het elektromagnetische spectrum te bewaken, voor hen beschikbaar?

Dankzij moderne kunstmatige intelligentie er kan een manier zijn om daadwerkelijk te 'zien' in welke staat de zon zich bevond, ver terug in die tijd van weleer. Een recente studie, getiteld "Generation of Modern Satellite Data from Galileo Sunspot Drawings in 1612 by Deep Learning" uit februari 2021 in de Astrofysisch tijdschrift van de American Astronomical Society gebruikte een innovatieve reeks deducties om schetsen van zonnevlekken te vergelijken met moderne uitzichten van grond- en ruimteobservaties. De studie werd geleid door Harim Lee van de Kyung Hee University in de Republiek Zuid-Korea.

Galileo en de zon

Zonnevlekkengegevens vertegenwoordigen een van de langste beschikbare astronomische gegevens, helemaal teruggaand naar Chinese waarnemingen in 1128 A.D. vóór het tijdperk van de telescoop, groot, zonnevlekken met het blote oog zouden af ​​en toe worden gezien en geregistreerd, terwijl de gedempte zon door een lage mistbank of wolkennevel scheen in de buurt van zonsopgang of zonsondergang.

Galileo hield nauwgezet de activiteit van zonnevlekken bij, schetsen wat hij zag gedurende enkele maanden vanaf de zomer van 1612. Ondanks de legende, het verhaal dat Galileo blind werd terwijl hij de zon observeerde, is apocrief - in plaats daarvan, hij gebruikte de projectiemethode, wierp het beeld van de zon door een primitieve helioscoop in een verduisterde kamer.

Natuurlijk, Galileo had geen idee wat zonnevlekken precies waren. Vandaag, we weten dat deze gebieden met magnetische flux in de fotosfeer van de zon koeler zijn dan de omliggende gebieden, verschijnen zwart tegen het oogverblindende gezicht van de zon. Bovendien, de polariteit van zonnevlekkengroepen en -paren geeft niet alleen hun associatie met een bepaalde 11-jarige zonnecyclus aan, maar hun verschijning op de breedtegraad op het gezicht van de zon gaat door een cyclus, beginnend vanaf hoge breedtegraden vroeg en dan bewegend naar de zonne-evenaar, in wat bekend staat als de wet van Spörer. De zon verandert ook elke 11-jarige cyclus van polariteit, en twee cycli (22 jaar) is gelijk aan één Hale-cyclus.

Vandaag, missies zoals NASA's Solar Dynamics Observatory en de gezamenlijke NASA/European Space Agency (ESA's) Solar Heliospheric Observatory (SOHO) bewaken de zon over het hele spectrum, de klok rond. Dit geeft ons een veel robuuster en holistischer beeld van wat er met de zon aan de hand is. Dankzij deze missies we weten nu dat zonnevlekkenactiviteit nauw verbonden is met andere verschijnselen, om faculae die in de fotosfeer worden gezien tot spicules, protuberansen en coronale massa-ejecties gezien in de bovenste zonnechromosfeer...

Maar hoe zouden deze onzichtbare gebeurtenissen er in werkelijkheid uit hebben gezien, in de tijd van Galileo?

Onderzoekers in de studie realiseerden zich dat we eigenlijk een moderne analoog hebben om de kloof te overbruggen tussen oude en nieuwe methoden die zonneactiviteit registreren. Sinds 1917, ervaren waarnemers van het Mount Wilson-observatorium in Zuid-Californië hebben het gezicht van de zon geschetst, elke heldere dag. Dit wordt gedaan met behulp van de 50 meter hoge Solar Tower op het terrein van het observatoriumcomplex en - net als in de tijd van Galileo - wordt er geschetst met behulp van een projectie van de zon in een verduisterde kamer. Je kunt deze fascinerende moderne plaat online bekijken.

AI trainen om de zon te observeren

Onderzoekers realiseerden zich dat deze schetsen nu gelijktijdig worden uitgevoerd met moderne waarnemingen over het hele spectrum, kunstmatige-intelligentieprogramma's iets geven om tegen te 'factchecken'. Met behulp van tekeningen gemaakt van de zon van 2011 tot 2015 versus SDO-gegevens, onderzoekers konden het programma vervolgens 'leren' om breedspectrumdiagrammen met hoge betrouwbaarheid te repliceren. uiteindelijk, het deep learning-model gebruikte een vergelijkingsset van 1, 046 paar zonnevlekkenschetsen versus SDO-afbeeldingen.

Vervolgens draaide het team dit op de schetsen van Galileo, met intrigerende resultaten.

"Historische zonnevlekken tekenen zijn zeer belangrijke bronnen voor het begrijpen van zonneactiviteit in het verleden, " zegt Lee in het recente artikel over dit onderwerp. "Onze resultaten laten zien dat bipolaire structuren van de door AI gegenereerde magnetogrammen consistent zijn met die van de originele en dat hun niet-ondertekende magnetische fluxen consistent zijn met die van de originele."

Dit zou ook in een historische context kunnen worden gebruikt om nieuwe inzichten op te doen voor andere gebeurtenissen, zoals de Great Carrington Super-flare van 1859. Deze beruchte massieve flare stuurde aurorae zichtbaar tot ver naar het zuiden als het Caribisch gebied, en eigenlijk genoeg stroom veroorzaakte om telegraafkantoren in brand te steken.

Deze techniek komt op een fascinerend kruispunt voor de zon en de moderne zonneactiviteit, aangezien zonnecyclus 25 in 2021 pas echt van start gaat. Zal het verblinden, of - zoals 24 ervoor - fizzle? Vooruitkijkend naar de toekomst, deze methode om te extrapoleren hoe de zon eruit zou zien op basis van eenvoudige zonnevlekkenschetsen, zou ook kunnen worden toegepast, als we een van de huidige ruimtevaartactiva stopzetten.

Het is fascinerend om de moderne hightech-astronomie te zien bijgestaan ​​door de lowtech, hand-oogmethode om eenvoudig te schetsen en vast te leggen wat de waarnemer ziet, geprojecteerd vanuit het oculair.