Ta słynna czarna dziura staje się coraz ciemniejsza

Cztery lata temu astronomowie opublikowali pierwszy w historii obraz czarnej dziury: czerwonawy, puszysty krąg światła otaczający pustą, ciemną dziurę w centrum gigantycznej galaktyki M87, znajdującej się 55 milionów lat świetlnych stąd w konstelacji Panny.

Obraz pokazał to, co astronomowie i reszta ludzi mogli sobie tylko wyobrazić: niebiańska istota tak masywna, że ​​jej grawitacja zakrzywiła czasoprzestrzeń, wciągając materię, energię, a nawet światło w bezdenny wir. Zdjęcie zostało opublikowane 10 kwietnia 2019 roku przez astronoma o nazwie Teleskop Horyzontu Zdarzeń, nazwany na cześć granicy bez powrotu wokół czarnej dziury.

Teraz podgrupa tego zespołu, kierowana przez Leah Medeiros z Institute for Advanced Study w Princeton, NJ, wykorzystała sztuczną inteligencję do ponownego przetworzenia i wygenerowania oryginalnych danych. Znacznie ulepszona wersja obrazu.

Mówią, że nowy obraz zaostrzy ograniczenia dotyczące tego, jak dobrze czarna dziura w M87 pasuje do ogólnej teorii względności Einsteina, która jako pierwsza przewidywała istnienie czarnych dziur. Dr Medeiros i współpracownicy opublikowali nowy obraz w czwartek w Astrophysical Journal Letters.

Być może zdjęcie dołączy do swojego poprzednika z 2019 roku w kolekcji fotografii nowojorskiego Museum of Modern Art. Oba obrazy są oparte na obserwacjach przeprowadzonych w kwietniu 2017 r. Zespół Event Horizon skutecznie stworzył teleskop wielkości Ziemi, łącząc dane z pięciu radioteleskopów tak odległych jak Antarktyda, Francja, Chile i Hawaje, używając techniki zwanej bardzo długą interferometrią bazową.

Powstałe narzędzie było wystarczająco potężne, aby rozróżnić szczegóły tak małe, jak pomarańcza na powierzchni Księżyca lub kosmiczny błysk znikąd – o masie 6,5 miliarda słońc – 55 milionów lat świetlnych stąd. Ale luki w sieci stworzyły niepewność. „Wykorzystaliśmy uczenie maszynowe, aby wypełnić luki” — powiedział dr Medeiros w wywiadzie.

Jej zespół wyszkolił sieć neuronową, aby rozpoznawała czarną dziurę, zasilając sztuczną inteligencją symulację wszystkich rodzajów czarnych dziur zgodną z równaniami Einsteina.

Dr Medeiros powiedział, że w ulepszonej wersji ciasto śmierci – widzialne promieniowanie materii wpadającej do krateru – jest cieńsze niż oryginał. A puste miejsce na środku ciasta wygląda na ciemniejsze i większe, co potwierdza pogląd, że tam naprawdę jest czarna dziura.

Zespół już analizuje nowy obraz, aby uzyskać lepsze oszacowanie masy czarnej dziury M87, ale nie jest jeszcze gotowy do dyskusji.

W międzyczasie prace trwają, z jeszcze większą siecią Event Horizon. (Dodano trzy nowe teleskopy.) Co roku w kwietniu, kiedy obserwuje się M87 i centrum naszej galaktyki (siedzibę jeszcze mniejszej czarnej dziury), oko wielkości Ziemi ponownie wpatruje się w ciemność.

— Ludzie przy teleskopach — powiedział doktor Medeiros.