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AIが描く超新星爆発の広がり ――深層学習を用いた超新星爆発シミュレーションの高速再現技術――

【本学研究者情报】

〇大学院理学研究科天文学専攻
日本学术振兴会特别研究员-颁笔顿
(国际竞争力强化研究员)
平居 悠

【発表のポイント】

  • 动画生成技术を元にした深层学习モデルを応用して、3次元の超新星爆発シミュレーションの结果を高速に再现する新しいモデルを开発した。
  • 大规模な银河形成シミュレーションにおける超新星爆発の计算のボトルネックを解消するために、深层学习を活用した高速化手法を世界で初めて提案した。
  • 本研究で开発した新しい深层学习モデルを导入することで、理化学研究所のスーパーコンピュータ「富岳」で実装中の高解像度银河形成シミュレーションのさらなる高速化が期待される。

【概要】

 超新星爆発(注1)は、银河の星形成(注2)や元素分布に影响を与える重要な现象です。しかし、この超新星爆発の计算をこれまでの银河形成シミュレーション(注3)に组み込むと、计算コストが増大し、最先端の计算机を使用しても、银河内での超新星爆発の影响を直接的に计算するのは困难でした。东京大学大学院理学系研究科天文学専攻の平岛敬也大学院生、藤井通子准教授、物理学専攻の森脇可奈助教らによる研究グループは、従来のシミュレーションに替わり深层学习(注4)を用いて超新星爆発の広がりを予测する手法を开発しました。今后、この深层学习による予测结果を银河形成シミュレーションに组み込むことで、银河形成シミュレーションの精度の向上と高速化が期待されます。

础滨が超新星爆発を生成する概念図
(クレジット:Butusova Elena, Gorodenkoff/Shutterstock.com、平島敬也)

【用语解説】

注1 超新星爆発:
大质量の星が寿命の终わりに巨大な爆発を起こす现象。この爆発で宇宙に重元素が放出され、新しい星や惑星が形成される材料となる。これにより银河の进化と多様性が支えられている。

注2 星形成:
星间ガス(主に水素からなるガス)から星が作られる现象のこと。

注3 银河形成シミュレーション:
宇宙の初期条件から现在までの银河の进化を数値的に再现するアプローチ。重力、ガス流动、星形成?超新星爆発、放射などの物理プロセスを考虑し、银河の形成と进化のメカニズムを理解するために行われる。これを通じて、観测データと理论的な予测を照らし合わせ、天文学的な课题を探求する。

注4 深层学习:
AIの一分野で、大量のデータを利用して多层のニューラルネットワークを学习させる技术。人间の脳の动きを模倣したモデルを使い、画像认识や言语処理などで高い性能を示す。

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问い合わせ先

(研究に関すること)
东北大学大学院理学研究科天文学専攻
日本学术振兴会特别研究员-颁笔顿
(国际竞争力强化研究员)
平居 悠(ひらい ゆたか)
电话:022-795-6505
贰-尘补颈濒:测耻迟补办补.丑颈谤补颈*补蝉迟谤.迟辞丑辞办耻.补肠.箩辫(*を蔼に置き换えてください)

(报道に関すること)
东北大学大学院理学研究科
広报?アウトリーチ支援室
电话:022?795?6708
贰-尘补颈濒:蝉肠颈-辫谤*尘补颈濒.蝉肠颈.迟辞丑辞办耻.补肠.箩辫(*を蔼に置き换えてください)

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