بخشی از مقاله
چکیده
روشناییهای ناحیه گذار خورشید از جمله چشمکزنها و رویدادهای انفجاری، رویدادهای کوچک مقیاس هستند. عقیده بر این است که این روشناییها لایههای بالا و پایین جو خورشید را به هم مرتبط میسازند که از این رو در انتقال جرم و انرژی در جو شرکت دارند.
روش شناسایی خودکار برای روشناییهای ناحیه گذار و تاج بر پایهی دستگاه یادگیری ماشین بردار پشتیبان و ناوردایی گشتاور زرنیک با استفاده از تصاویر قرص کامل خورشید در 9 آگوست 2011 در طول موج 304 و 193 آنگستروم با آهنگ زمانی 60 ثانیه ازگرد آورندهی تصاویر جوی - ایآیای - از ابزار رصدخانهی دینامیک خورشیدی - اسدیاو - توسعه پیدا کرد. حدود 4801 روشنایی و 663 نقاط روشن تاجی در هر قرص کامل خورشید تخمین زده میشود. تداوم و حضور دایمی این نقاط نقش مهمی را درگرمایش تاج ایفا میکند.
مقدمه
در ناحیه گذار خورشید پدیدههای کوچک مقیاس مانند چشمکزنها و رویدادهای انفجاری اولین بار به ترتیب توسط هریسون در سال 1997 و بروکنر و بارتو در سال 1983 مشاهده شدند. چشمکزنهای ناحیه گذار با میانگین طول عمر 17-16 دقیقه و رویدادهای انفجاری با طول عمر 60 ثانیه گزارش شدهاند. این رویدادها هم در مناطق فعال و هم در مناطق آرام خورشید حضور دارند
پریست و همکاران - 2002 - چندین سازوکار برای وجود چشمکزنها از جمله: گرمایش مواد سیخکی سرد که میتواند نتیجهی فورانهای آنها چشمکزنها باشند؛ حلقههای سرد پایین که برای چند دقیقه پر از پلاسما در دمای 105 کلوین باقی بمانند؛ پایهی حلقههای داغ تاج که لایه نازکی از پلاسما بین تاج و پلاسمای فامسپهر حرکت میکند؛ پلاسمای سرد و تخلیه شده که از تاج تا فامسپهر سردتر شده و از دمای 105 کلوین عبور کرده است، معرفی کردند
چشمکزنها به دو نوع، چشمکزنهای ساده با افزایش آرام در شدت و تنها با یک قله قابل توجه و چشمکزنهای پیچیده با بیش از یک قله دستهبندی شدهاند. چشمکزنهای نواحی فعال بزرگتر و با شدت بیشتری از مناطق آرام مشاهده شدهاند اما میانگین طول عمر آنها تقریبا یکسان است. رویدادهای انفجاری با اندازه 4-2 ثانیه قوسی و سرعت دوپلری بالا طبقه- بندی میشوند.
این روشناییها نیز در مناطق فعال، آرام و چالههای تاجی مشاهده شدهاند. مطالعات اخیر درباره این رویدادها نشان داده است که آنها را میتوان در بالای میدانهای مغناطیسی ضعیف پیچیده یا لبهی میدانهای دو قطبی مشاهده نمود .[4] نقاط درخشان تاجی تابشهایی بلند با اندازه حدودا 30-20 ثانیه قوسی و محدوده طول عمر کمتر از چند ساعت تا چند روز در تصاویر اشعه ایکس و فرابنفش دور در تاج خورشید هستند
موء و همکاران - 2016 - سه دینامیک از میدان مغناطیسی شیدسپهر را گزارش کردند که منشأ تشکیل این نقاط درخشان تاجی هستند: همگرایی، ظهور یا پیدایش و ادغام .[6] در این مقاله با استفاده از تصاویر به دست آمده از ماهواره اسدیاو، روشناییها در ناحیه گذار در هر قرص کامل خورشید با استفاده از روش شناسایی خودکار گشتاور زرنیک و ماشین بردار پشتیبان به دست میآید و ارتباط بین موقعیت مکانی و زمانی این نقاط در ناحیه گذار خورشید را با نقاط درخشان تاجی مورد بررسی قرار میدهیم
این مقاله به صورت زیر ساماندهی میشود: در بخش 2 به بررسی و تحلیل دادههای خورشیدی خواهیم پرداخت. در بخش 3 با استفاده از ویژگیهای ناوردای گشتاور زرنیک و الگوریتم یادگیری ماشین بردار پشتیبان به شناسایی روشناییهای ناحیه گذار میپردازیم. بخش 4 ارتباط بین روشناییها و نقاط درخشان تاجی مورد بررسی قرار میگیرد. در بخش 5 خلاصه و نتیجهگیری بیان میشود.
تحلیل داده
برای بررسی و شناسایی خودکار روشناییهای ناحیه گذار و یافتن ارتباط موجود با نقاط درخشان تاجی از تصاویر ماهواره اسدیاو و از ابزار ایآیای استفاده میکنیم. تصاویر مورد بررسی از قرص کامل خورشید در 9 آگوست 2011 در دو طول موج 304 و 193 آنگستروم است. قرص کامل خورشید در تصاویر اولیه با ابعاد 4096 4096 سلول که هر سلول آن 0/6 ثانیه قوسی و با آهنگ زمانی 60 ثانیه است.
در این پژوهش ابعاد را به 1024 1024 تغییر بعد میدهیم چون وضوح پایینتر محدودیتی برای شناسایی خودکار روشناییهای ناحیه گذار و ارتباط بین رویدادها در ناحیه گذار و تاج ایجاد نمیکند. تصحیحات لازم بر روی این دادهها برای از بین بردن خطاهای موجود در تصاویر خام اولیه اعمال میشود. تصاویر نسبت به خطاهای میدان تخت و جریان تاریک با استفاده از aia_prep.pro در بسته نرم افزار اساسدبلیو تصحیح میشوند. این برنامه تصاویر خام کالیبره نشدهی سطح صفر را به سطح یک تغییر میدهد.
روشناییهای ناحیهی گذار
برای شناسایی خودکار این روشناییهای ناحیه گذار از روش خودکار گشتاور زرنیک و ماشین بردار پشتیبان استفاده میکنیم. در این روش گشتاور زرنیک یک توالی چند جملهای بر روی یک دایره واحد متعامد است. با استفاده از دامنهی گشتاور زرنیک نزدیکترین وضوح نسبت به تصویر اصلی را به دست میآوریم
گشتاور خواص یک تصویر را از جمله شدت و سایر اطلاعاتی که در ساختار ریخت شناسی به دست نمیآید را محاسبه میکند .[8] بعد از محاسبه گشتاور زرنیک دادههای آموزشی با بهترین مرتبه وضوح، آنها را به منظور دستهبندی با برچسب یک و دو به ترتیب برای رویداد و غیر رویداد به ماشین بردار پشتیبان آموزش میدهیم. هدف اصلی الگوریتم ماشین بردار پشتیبان تشخیص و متمایز کردن الگوهای پیچیده در دادههاست. در این مقاله برای طبقهبندی دادهها از دو کلاس با برچسب یک و دو استفاده می-کنیم.
این الگوریتم برای جداسازی دادهها دو صفحه مرزی موازی با صفحه دستهبندی رسم میکند وآن دو صفحه را آنقدر از هم دور میکنیم تا به دادهها برخورد کنند. صفحهای که بیشترین فاصله را از مرزها داشته باشد بهترین جدا کننده و دادهای که بیشترین فاصله را از مرزهای جدایی داشته باشد بهترین انتخاب خواهد بود که این تقسیمبندی را تقسیمبندی خطی مینامند. اگر دادهها به صورت غیر خطی توزیع شده باشند، ابتدا با یک تابع ریاضی مانند تابع کرنل دادهها را تفکیک کرده سپس دادهها را توسط الگوریتم ماشین بردار پشتیبان طبقهبندی میکنیم.
شکل :1 دامنهی گشتاور زرنیک برای غیر رویداد - بالا - و رویداد - پایین - نمونههای آموزشی نشان داده شده است.
شکل :2 روشناییهای شناسایی شده در طول موج 304 آنگستروم در ناحیه گذار خورشید را نشان میدهد.
شکل :3 نقاط روشن تاجی شناسایی شده در طول موج 171 آنگستروم
شکل :4 ارتباط بین موقعیت مکانی روشناییهای ناحیه گذار - سبز رنگ - و نقاط نشان داده شده است. روشن تاجی - قرمز رنگ - در طول موج 304 آنگستروم نشان داده شده است.
