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RADYNVERSION:利用可逆神经网络反演太阳耀斑大气

太阳与恒星天体物理 2019-04-30 v2

摘要

在太阳耀斑期间,被认为在日冕中发生重联,随后快速能量传输至色球层。由此产生的强烈加热强烈扰动色球层结构,并引发复杂的辐射流体动力学效应。解释耀斑太阳大气的物理机制是太阳物理中最具挑战性的任务之一。在此我们提出一种新颖的深度学习方法,即可逆神经网络,通过反演 H{\alpha} 和 Ca II {\lambda}8542 中观测到的太阳谱线轮廓来理解耀斑太阳大气的色球物理。我们的网络使用来自一维辐射流体动力学代码 RADYN 的耀斑模拟作为预期大气和谱线轮廓进行训练。然后将该模型应用于 SST/CRISP 仪器在耀斑开始后不久观测到的 M1.1 太阳耀斑的单个像素。从观测中获得的反演大气提供了关于电子数密度、温度和等离子体整体速度流的物理信息,涵盖从高度 0-10 Mm 的整个太阳大气。密度和温度轮廓似乎与预期的大气响应一致,并且整体等离子体速度提供了产生宽谱线所需的梯度,同时也预测了耀斑加热预期的色球蒸发。我们得出结论,我们已经根据 RADYN 教会了我们新颖的算法太阳耀斑的物理机制,并且可以自信地用于分析在这两个波长上获取的耀斑数据。该算法也可适用于大量反问题,提供极快(\sim10 {\mu}s)的反演样本。

关键词

引用

@article{arxiv.1901.08626,
  title  = {RADYNVERSION: Learning to Invert a Solar Flare Atmosphere with Invertible Neural Networks},
  author = {Christopher M. J. Osborne and John A. Armstrong and Lyndsay Fletcher},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1901.08626},
  year   = {2019}
}

备注

Published in ApJ