Завдяки застосуванню нового алгоритму машинного навчання, астрономи зуміли поліпшити знаменитий знімок чорної діри, розташованої в центрі галактики M87. Оновлене зображення демонструє раніше невідомі подробиці акреційного диска, що її оточує.
Перший в історії знімок чорної діри
Галактика M87 здобула всесвітню популярність 2019 року, коли учасники проєкту «Телескоп Горизонту Подій» (Event Horizon Telescope — EHT) опублікували перше в історії зображення силуету, розташованої в її центрі, надмасивної чорної діри. Воно було отримано за допомогою колаборації з восьми радіотелескопів, розташованих у різних куточках нашої планети. Об’єднавши їх в одну мережу, астрономам вдалося отримати аналог антенної решітки, який можна порівняти з діаметром Землі.
На історичному знімку EHT можна було побачити яскраву кільцеподібну структуру з темною центральною ділянкою. Перша відповідає акреційному диску, а друга — силуету (тіні) чорної діри, області, яку не може покинути навіть світло.
Але, попри величезний успіх астрономів, у знімку M87 були прогалини, свого роду відсутні шматочки пазла. Вони пов’язані з тим, що хоча авторам проєкту EHT й удалося створити віртуальний аналог радіотелескопа розміром із Землю, антени, які використовували в спостереженнях, у реальності не покривають усю нашу планету. Звідси виникає неминуча втрата даних.
Штучний інтелект на службі в астрономів
Щоб розв’язати цю проблему, дослідники з Інституту перспективних досліджень Принстона скористалися допомогою штучного інтелекту. Вони розробили алгоритм машинного навчання під назвою PRIMO (principal-component interferometric modeling) та «натренували» його на 30 тисячах змодельованих зображеннях акреційних дисків чорних дір.
Після цього вчені дали алгоритму проаналізувати дані EHT. У результаті PRIMO створив нове, набагато чіткіше зображення силуету чорної діри. Воно демонструє значно більше деталей акреційного диска, що оточує її (дослідники образно порівняли його з худим пончиком). За словами авторів, зображення узгоджується як із даними EHT, так і з теоретичними передбаченнями, насамперед яскравими кільцями, що виникають унаслідок падіння гарячого газу в чорну діру.
Нове зображення M87 дасть змогу астрономам точніше визначити масу чорної діри. Також воно дасть можливість посилити обмеження на альтернативні моделі її горизонту подій і забезпечити більш надійні перевірки теорії гравітації. У майбутньому ж PRIMO може бути залучений для опрацювання інших зображень, зокрема й знімка, розташованої в центрі Чумацького Шляху, чорної діри Стрілець А*.
За матеріалами https://phys.org
Тільки найцікавіші новини та факти в нашому Telegram-каналі!
Приєднуйтесь: https://t.me/ustmagazine
