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恒星耀發(fā)是恒星大氣中磁場(chǎng)能量的快速釋放過(guò)程，對(duì)于理解恒星結(jié)構(gòu)、演化、磁活動(dòng)以及探索系外宜居行星和外星生命意義重大。然而，目前通過(guò)觀測(cè)獲得的耀發(fā)樣本數(shù)量有限，難以滿足全面深入的研究需求。準(zhǔn)確預(yù)測(cè)恒星耀發(fā)時(shí)間成為天文學(xué)研究的重要任務(wù)。與相對(duì)容易預(yù)測(cè)的太陽(yáng)耀斑不同，恒星耀發(fā)預(yù)測(cè)主要依賴光變曲線。光變曲線不僅常存在數(shù)據(jù)缺失問(wèn)題，而且不同恒星、同一恒星在不同時(shí)期的光變曲線變化趨勢(shì)差異極大，這些復(fù)雜因素給預(yù)測(cè)工作帶來(lái)諸多挑戰(zhàn)。

中國(guó)科學(xué)院自動(dòng)化研究所攜手國(guó)家天文臺(tái)，基于一站式智能科研平臺(tái)ScienceOne，聯(lián)合開(kāi)發(fā)了天文耀發(fā)預(yù)測(cè)大模型FLARE（Forecasting Light-curve-based Astronomical Records via features Ensemble）。該模型能精準(zhǔn)預(yù)測(cè)恒星耀發(fā)事件，為天文學(xué)研究提供了全新的有力工具，展示了“AI+科學(xué)”在天文領(lǐng)域的巨大潛力。

研究發(fā)現(xiàn)，恒星的物理屬性（如年齡、自轉(zhuǎn)速度、質(zhì)量等）以及歷史耀發(fā)記錄，與恒星耀發(fā)存在顯著關(guān)聯(lián)。FLARE通過(guò)獨(dú)特的軟提示模塊（Soft Prompt Module）和殘差記錄融合模塊（Residual Record Fusion Module），有效整合了恒星的物理屬性和歷史耀發(fā)記錄，提升了對(duì)光變曲線特征的提取能力，進(jìn)而提高了耀發(fā)預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性。

研究團(tuán)隊(duì)使用7160顆恒星的高精度光變曲線數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，F(xiàn)LARE模型在準(zhǔn)確率、F1值、召回率、精度等多項(xiàng)評(píng)估指標(biāo)上表現(xiàn)優(yōu)異，準(zhǔn)確率超過(guò)70%，顯著優(yōu)于其他模型，如多層感知器（MLPs）、循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（RNNs）、卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（CNNs）、圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（GNNs）、Transformer以及基于預(yù)訓(xùn)練語(yǔ)言大模型的時(shí)間序列分析方法。

此外，F(xiàn)LARE展現(xiàn)出很強(qiáng)的適應(yīng)性，能夠根據(jù)不同恒星的光變曲線變化模式，準(zhǔn)確預(yù)測(cè)耀發(fā)事件，即使是同一恒星不同變化模式的光變曲線，也能實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)預(yù)測(cè)。

FLARE有望在天文研究中發(fā)揮更大作用，協(xié)助科學(xué)家們探索更多宇宙奧秘。相關(guān)研究論文已被人工智能領(lǐng)域國(guó)際頂級(jí)會(huì)議IJCAI 2025錄用。

圖1.天文耀發(fā)預(yù)測(cè)大模型FLARE的整體結(jié)構(gòu)圖

圖2.?FLARE模型對(duì)多個(gè)樣本的耀發(fā)預(yù)測(cè)結(jié)果

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來(lái)源：中國(guó)科學(xué)院自動(dòng)化研究所