ردیابی آشوب در اطراف شفق قطبی

به گزارش همشهری آنلاین، نمایش خیره‌کننده شفق قطبی زمانی در آسمان شب ظاهر می‌شود که ذرات باردار پرتاب‌شده از سطح خورشید با جو زمین برهمکنش می‌کنند. این نورهای رقصنده با ابرهای متلاطم پلاسما همراه هستند که در یونوسفر پایینی، در حدود ۱۰۰ کیلومتری زمین تشکیل می‌شوند و انرژی وارد شده به زمین از طرف طوفان خورشیدی را از بین می‌برند.

در سال‌های اخیر نسل جدیدی از رادارهای دیجیتال، دانشمندان را قادر به ثبت تصاویر سه بعدی از این ابرهای پلاسما کرده است، اما رفتار آشوبناک آنها جداسازی و ردیابی حرکت‌شان را با چالش مواجه کرده است.

اکنون انجمن فیزیک ایران گزارش داده است که محققانی از نروژ و کانادا به تازگی یک تکنیک پردازش داده خودکار را توسعه داده‌اند که می‌تواند سرعت و جهت این ساختارهای پلاسما را آشکار کند و به وضوح نشان دهد که آنها حرکت نورهای شفق را به دقت دنبال می‌کنند.

این تکنیک برای رمزگشایی مجموعه داده‌های پیچیده سه‌بعدی، یک الگوریتم یادگیری ماشین را به‌کار می‌برد که به عنوان مثال در ماشین‌های خودران برای مکان‌یابی و اجتناب از موانع متحرک استفاده می‌شود.

این الگوریتم داده‌ها را بر اساس مجاورت نقاط داده منفرد در فضایی که توسط دو یا چند متغیر تعریف شده است دسته‌بندی می‌کند، که می‌تواند به آشکارسازی ویژگی‌های ساختاری نهفته در داده‌های خام بپردازد.

ببینید:

محققان این روش دسته‌بندی را روی داده‌های رصدی سه‌بعدی ثبت‌شده توسط رادار دیجیتال ICEBEAR در ساسکاچوان کانادا اعمال کرده‌اند که می‌تواند در هر ثانیه حدود ۲۰۰ هزار عکس بگیرد. در حالی که تجزیه و تحلیل‌ها نشان می‌دهد که ابرها به طور کلی شفق قطبی را دنبال می‌کنند. آنها دریافتند که در حین شدیدترین رویدادهای شفق قطبی، ابرها می‌توانند با سرعت قابل توجهی در اطراف این مسیر کلی حرکت رفت و برگشتی کنند.

محققان این حرکت غیرمعمول را به تقویت قابل توجه میدان الکتریکی موضعی نسبت می‌دهند که ناشی از تعامل ذرات پرانرژی خورشید با جو زمین است.