Estimating Interplanetary Magnetic Field Conditions at Mercury's Orbit From MESSENGER Magnetosheath Observations Using a Feedforward Neural Network
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Mercury's small magnetosphere is embedded in the dynamic and intense solar wind environment characteristic of the inner heliosphere. Both the magnitude and orientation of the interplanetary magnetic field (IMF) significantly influence the solar wind‐magnetospheric interaction at Mercury, driving phenomena such as magnetic reconnection. The MErcury Surface, Space Environment, Geochemistry and Ranging (MESSENGER) spacecraft provided in‐situ magnetic field measurements of the solar wind, the magnetosheath, and the magnetosphere along each orbit. However, it is a challenge to directly assess the IMF's impact on Mercury's plasma environment due to the temporal separation between observations within the solar wind and the magnetosphere, especially in the absence of an upstream monitor. Here, we present a feedforward neural network (FNN) trained on a subset of magnetosheath observations to estimate the strength and orientation of the IMF upstream of the bow shock. Utilizing magnetosheath magnetic field, cylindrical spatial coordinates, and heliocentric distance measurements, the FNN predicts upstream IMF conditions with an score of 0.70 and mean averaged error of 5.3 nT, thereby greatly decreasing the temporal separation between IMF estimates and magnetospheric measurements throughout the MESSENGER mission. This approach yields IMF estimates for all magnetosheath data measured by MESSENGER, providing a useful tool for future investigations of the IMF impact on Mercury's magnetosphere. This method will be integrable with the dual‐spacecraft BepiColombo magnetosheath measurements, providing useful estimates of upstream IMF conditions particularly during the extended periods in which neither spacecraft sample the solar wind. Our results demonstrate the utility of machine learning techniques on advancing space science research.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».