澳科大月球与行星科学国家重点实验室倪冬冬团队在系外行星内部结构领域取得系列突破

作者:小菜 更新时间:2024-07-18 点击数:
简介:澳科大月球与行星科学国家重点实验室倪冬冬团队在系外行星内部结构领域取得系列突破

【菜科解读】

机器学习揭开系外行星内部结构之谜

近年来,随着天文观测技术的进步,我们对系外行星的认识不断深化,探索已从发现转向深入研究其内部结构和大气,以寻找适宜人类居住的行星。

澳门科技大学月球与行星科学国家重点实验室的倪冬冬副教授和赵勇助理教授研究团队,利用机器学习技术,在这一领域取得了重要突破。

该团队的研究成果表明,混合密度网络(Mixture Density Network,MDN)在预测岩石系外行星和气态巨行星内部结构中具有强大潜力,为系外行星研究带来了全新视角。

从岩石行星到气态巨行星:机器学习应用的初探

了解岩石系外行星的内部结构是研究其宜居性的重要目标之一。

行星的核心热状态及表面水含量等因素直接决定其宜居条件。

传统上,研究人员使用质量-半径曲线来推断行星的内部结构,但这种方法存在简并性且计算复杂耗时。

该团队提出了一种基于MDN的机器学习模型,通过质量、半径和水含量快速预测行星径向结构和核心热状态。

MDN模型只需几毫秒即可得出预测结果,极大提高了效率。

相比于岩石行星,气态巨行星的内部热状态表现出巨大的多样性,面对这种挑战,该团队利用两层内部结构模型生成的数据训练了MDN模型,成功通过质量、半径和表面温度预测0.1到10个木星质量的气态巨行星的总重元素质量、固有有效温度及核心包层边界的温度和压力。

这不仅扩展了MDN模型的应用范围,也为理解气态巨行星的形成过程和内部结构提供了新视角。

倪冬冬副教授

赵勇助理教授

研究团队利用MDN模型成功实现对岩石系外行星和气态巨行星内部结构的预测,并在最新的研究中证明了MDN模型与MCMC方法预测结果的一致性,同时MDN模型具有更高的效率和易用性。

综合观测数据:多参数约束下的内部结构推断

为了减小内部结构的简并程度,该团队探讨了其他重要观测量(如恒星耐热元素丰度比和潮汐效应)作为机器学习模型输入特征的可能性,并进一步完善了MDN模型。

在新的研究中,他们利用多个观测参数(如行星质量、半径、耐热元素丰度比Fe/ Mg + Si、潮汐洛夫数)训练了新的机器学习模型,大大提高了预测行星核心热力学环境、幔层厚度和可能水冰含量的精度。

机器学习与贝叶斯反演对比:效率与准确性的平衡

贝叶斯反演算法在推断系外行星内部结构方面取得了成功,但其计算复杂且耗时。

该研究团队最新的研究结果表明,MDN机器学习模型不仅能够快速提供内部结构预测,其精度在多数情况下与贝叶斯方法相当。

MDN模型展示出高效计算优势,对于单个行星的结构推断可在1秒内完成,远快于贝叶斯方法所需的数小时或数天。

此外,MDN模型适应性强,一旦训练完毕,即使面对新的观测数据,也能高效准确地表征行星内部结构。

随着詹姆斯·韦伯太空望远镜的成功运行,系外行星的探测精度不断提高,新的观测数据也不断涌现。

机器学习技术能够快速解读这些新数据,对理解系外行星的形成过程和演化历史具有重要意义,有望进一步揭示宇宙中潜在的宜居世界。

以上研究得到澳门科学技术发展基金(0005/2019/A1、0002/2019/APD和0048/2020/A1)、澳门科技大学教师科研基金(FRG-23-005-SSI)、国家自然科学基金优秀青年科学基金(12022)和中国国家航天局民用航天技术预研究项目(D020308和D020303)的资助。

参考文

Yong Zhao et al., Comparison of machine-learning and bayesian inferences for the interior of rocky exoplanets with large compositional diversity, ApJS, 2024.

Yong Zhao et al., Machine-learning Inferences of the Interior Structure of Rocky Exoplanets from Bulk Observational Constraints, ApJS, 2023.

Yong Zhao and Dongdong Ni, Understanding the interior structure of gaseous giant exoplanets with machine learning techniques, A&A, 2022.

Yong Zhao and Dongdong Ni, Machine learning techniques in studies of the interior structure of rocky exoplanets, A&A, 2021.

未解之谜:宇宙中最危险的星球?宇宙中最危险的星球有哪些

1、宇宙中的星球,最恐怖的是什么?2、为什么说金星是太阳系中最可怕的行星?3、宇宙中最吓人的星球4、宇宙中恐怖的星球是什么星球5、在未知的宇宙中,有哪些非常恐怖的星球?宇宙中的星球,最恐怖的是什么?1、宇宙中最恐怖的星球海卫星,海王星最大的卫星之一,海卫一,是全太阳系中最寒冷的星球,低温达华氏-460度,这种低温甚至会让原子停止运动。

2、宇宙中十大最恐怖星球 钻石行星 一颗填满钻石行星可能听起来相当奢华,但是要知道科学家认为富碳恒星系统是极其不利于生命的存在,因为氧无法参与水分子的形成。

3、第二个最恐怖天体应该是黑洞, 黑洞是由八倍以上太阳大的恒星,其内部的核聚变完成后,才能产生巨大的引力,依靠巨大的引力,把它周围的小行星、彗星、星云,甚至行星恒星都收入囊中,来壮大自己。

4、下面就和大家一起聊聊在宇宙中有哪些不适宜人类移居的恐怖星球。

5、这次咱们说说宇宙中最恐怖的星球。

科学家发现一颗叫做TrES-2b的系外行星,它距离太阳系750光年,这颗星球拥有恐怖的根源,就是黑暗。

北落师门b,是颗僵尸行星。

为什么说金星是太阳系中最可怕的行星?1、金星最危险。

金星环境非常恶劣。

金星是八大行星中离太阳最近的行星。

它的表面温度非常高,是八大行星中最高的。

当天气最热的时候,温度会更快达到500度,这500度会持续很长时间,因为金星自转非常慢。

2、更令人气愤的是,金星是太阳系八大行星中唯一逆转的行星,也就是说,在金星上,太阳是从西边升起,从东方落下。

3、应该是金星。

金星是一颗类地行星,因为其质量与地球类似,体积是地球的88%,质量为地球的82%,有时也被人们叫做地球的姐妹星。

金星也是太阳系中唯一一颗没有磁场的行星。

但金星的表面环境极其恶劣。

4、其次就是金星的自转和公转也是一大谜团,我们常说太阳从东方升起西方落下,这个规律在太阳系其它六大行星中都适用,可唯独金星是反的,在金星上太阳是从西方升起,东方降落。

5、木卫一:你会被熔融海和辐射蒸发掉。

木卫一是木星最大的卫星,也是整个太阳系中最活耀的火山群,整颗星球都被不断射出岩浆的熔融覆盖,最高可以喷至200里的高空。

木卫二:你会被盐水活活冻死。

6、金星:金星虽然离太阳稍远,但由于它有以CO2。

为主要成分的浓密大气层,温室效应使它的表面温度高达470℃,大气压力是地球的90倍。

宇宙中最吓人的星球1、木星:你会被压力压爆,外加被暴风电死。

宇宙中最恐怖的星球木星,如果你决定去木星旅游,你会立马被全太阳系最巨大的压力压到内爆,外加被大气层里的数百个风暴给电死。

海王星:你会到处飞的被碎冰打死。

2、最可怕的星球1 第一个、GLIESE-581c行星,这颗行星和地球高度相似,科学家们认为它的存在可能会让人类的文明面临挑战。

3、宇宙中十大最恐怖星球 钻石行星 一颗填满钻石行星可能听起来相当奢华,但是要知道科学家认为富碳恒星系统是极其不利于生命的存在,因为氧无法参与水分子的形成。

4、TrEs-2b 行星 科学家发现一颗叫做TrES-2b的系外行星,它被称为迄今观测到的最黑暗行星,其表面一片漆黑,几乎不反射任何光线,甚至比煤炭还要黑。

这颗行星的表面被恒星烘烤着,温度可达到980摄氏度。

宇宙中恐怖的星球是什么星球木星:你会被压力压爆,外加被暴风电死。

宇宙中最恐怖的星球木星,如果你决定去木星旅游,你会立马被全太阳系最巨大的压力压到内爆,外加被大气层里的数百个风暴给电死。

十大恐怖行星分别是:钻石行星、CoRoT-2a行星、僵尸行星、系外行星TrES-2b、地狱行星、Keplerb、55巨蟹座ê、HD209458b、Gpese 1214b、HD189733b。

钻石行星 钻石行星看上去表面散布钻石,实际上为岩石行星。

开普勒-78b 开普勒-78b是一个与地球极为相似的星球,在最早发现的时候,还有科学家觉得这极有可能是第二颗地球,可是再后来的观测中才发现开普勒-78b简直是宇宙中最恐怖的星球了。

黑洞,中子星或白矮星。

黑洞是现代广义相对论中,宇宙空间内存在的一种天体。

黑洞的引力很大,使得视界内的逃逸速度大于光速。

宇宙最恐怖的星球1 太阳:你会被一棵巨大火球燃烧殆尽。

虽然太阳是我们能够生活在地球的关键,但它也是太空中的一个巨型核爆,能够毁灭所有物种。

太阳温度达华氏1万度 约摄氏5537度,重量相当于33万个地球。

#p#分页标题#e#宇宙中最恐怖的星球 宇宙中最恐怖的星球外星人都敬三分就是金星,金星是太阳系中的一颗古怪的行星,虽然金星与地球有许多相似之处,但这两颗星球却走向了不同的演化方向。

在未知的宇宙中,有哪些非常恐怖的星球?1、十大恐怖行星分别是:钻石行星、CoRoT-2a行星、僵尸行星、系外行星TrES-2b、地狱行星、Keplerb、55巨蟹座ê、HD209458b、Gpese 1214b、HD189733b。

钻石行星 钻石行星看上去表面散布钻石,实际上为岩石行星。

2、宇宙中十大最恐怖星球 钻石行星 一颗填满钻石行星可能听起来相当奢华,但是要知道科学家认为富碳恒星系统是极其不利于生命的存在,因为氧无法参与水分子的形成。

3、宇宙中太阳、木卫木卫土卫木星等等,都是比较恐怖,可以释放巨大的能量。

详细内容 01 太阳:你会被一棵巨大火球燃烧殆尽。

太阳是我们能够生活在地球的关键,但它也是太空中的一个巨型核爆,能够毁灭所有物种。

4、宇宙中恐怖的星球是什么星球1 太阳:你会被一棵巨大火球燃烧殆尽。

虽然太阳是我们能够生活在地球的关键,但它也是太空中的一个巨型核爆,能够毁灭所有物种。

太阳温度达华氏1万度 约摄氏5537度,重量相当于33万个地球。

未解之谜:光速?单位?光速?单位光速是时间单位还是速度单位

1、光速是什么单位2、光速的单位是什么?光速的单位符号是什么?3、光速是多少m/s4、光速是什么单位啊,光年又是什么单位光速是什么单位光速是指光在真空中的传播速度,所以光速是一个速度单位,既不是时间也不是距离,大约能达到每秒30万千米,是人类已知的最快速度,最早的一次光速测算,是17世纪伽利略在距离较远的山头,通过灯光尝试测算出的。

单位就是速度单位,在国际单位制中为:米/秒 m/s 真空中光速通常用c表示。

光速的单位可以是速度的单位。

如每秒米、每秒千米等。

光年是距离单位。

是指光一年内达到的距离。

这个距离实在是太大。

c是光速,λ是波长,f是频率。

f=1/T,T是周期。

确切的说,是 波速=波长*频率,至于在不同的介质中,由于折射率n不同,波速v=c/n。

光速不是一个度量,而是一个定义。

它的计算值是(299792500100)米/秒。

米是国际单位制的基本单位,自1983年10月21日起,它被定义为光在1/299792458秒内传播的距离。

光速的单位是什么?光速的单位符号是什么?光速一般以m/s为单位,符号是c,但有时候以km/s,为单位。

单位就是速度单位,在国际单位制中为:米/秒 m/s 真空中光速通常用c表示。

光速为0.2c。

符号c是光速单位,光速是指光波或电磁波在真空或介质中的传播速度,是真空中的光速是一个物理常数,等于299,792,458m/s,(一般取300000km/s),乘以0.2则是速度0.2c。

光速是指光波或电磁波在真空或介质中的传播速度。

真空中的光速是所发现的自然界物体运动的最大速度。

它与观测者相对于光源的运动速度无关,即相对于光源,光速始终保持不变。

λ.f就是 波长x频率 波长单位是米(m) 频率单位是 赫兹(Hz)Hz =1/s(秒的倒数) 所以c的单位是m/s λ=c/f 代表的是真空中传播时(空气中)光波的波长。

V是介质中的传播速度,可以是光速,也可以是声速。

您好。

光速每秒是30000000米。

是最快的速度。

光传播一年的距离就是光年,最长的长度单位。

光速是多少m/s1、光速是299792458m/s。

光速(Lightspeed),是指光波或电磁波在真空或介质中的传播速度。

真空中的光速是所发现的自然界物体运动的最大速度,真空中的光速等于299792458米/秒。

2、光速是 c0=299792458m/s,或者c0=29979458km/s (一般取300000km/s)。

真空中的光速等于299,792,458米/秒(1,079,252,8488千米/小时)。

这个速度并不是一个测量值,而是一个定义。

3、光速 c=29979458千米/秒 km/s,光速是299792458米/秒,或者670,616,62384英里/小时,约为1英尺/纳秒。

光速计算值:c0=29979458km/s(一般取300000km/s)。

光速是什么单位啊,光年又是什么单位光年是指光在一年中传播的距离,1,光速时光的传播速度,光年是光一年的行程,就是一年跑的路程。

而每日相等于86400秒)在自由空间以及距离任何引力场或磁场无限远的地方,一光子所行走的距离。

因为真空中的光速是每秒299,792,458米(准确值),所以一光年等于9,454,254,955,488,000米,或5,786,101,150,000英里。

光年指的是光在宇宙真空中沿直线经过一年时间的距离,是长度单位,单位是米,光速为299 7946千米/秒,一光年约等于94605亿千米,或63238天文单位。

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