Вчені створили 3D-анімацію того, як в оточенні надмасивних чорних дір виникають надзвичайно потужні спалахи. Ці реконструкції базуються на даних радіотелескопа ALMA, а допоміг у них розібратися штучний інтелект.
Спалахи навколо чорних дір
Самі по собі чорні діри не спалахують. Однак в акреційних дисках, що їх оточують, постійно відбуваються складні процеси, які часто призводять до вибухів. Чорна діра Стрілець А*, що розташована в центрі Галактики, не виняток. Один із них 11 квітня 2017 року спостерігав радіотелескоп ALMA.
У нещодавно опублікованому в журналі Nature Astronomy дослідженні вчених з Каліфорнійського технологічного інституту міститься 3D-анімація цієї події. Ідея її створення з’явилася ще 2021 року, проте реалізувати її виявилося вкрай складно.
Науковці пояснюють, що це не відеозапис події, отриманий якимось із телескопів, але й не симуляція, що враховує тільки теоретичні уявлення. Отримана картина є реконструкцією того, що відбувалося насправді.
Штучний інтелект
Вчені, що працюють над проєктом, також входять до тієї команди, що у 2021 році отримала перше в історії зображення надмасивної чорної діри за допомогою Телескопа горизонту подій. Тож вони добре знаються на тому, як створити зображення на основі важкодоступних даних.
Цього разу вони створили технологію під назвою «поля нейронного випромінювання», або ж NeRF. По суті це — штучний інтелект, нейронна мережа, що малює картинки та анімації на основі наборів даних. Від усіх систем глибинного навчання, що використовувалися раніше, вона відрізняється тим, що дозволяє створювати 3D-анімації об’єкта навіть тоді, коли він спостерігався лише з одного ракурсу.
Зазвичай таке вважається неможливим, однак вчені змогли замінити кілька картинок, отриманих з різних точок тривалим спостереженням з одного ракурсу. Штучний інтелект врахував дані про обертання акреційного диска навколо чорної діри й зміг створити анімацію.
Роль радіотелескопа ALMA
Особливу роль в усьому цьому відіграв масив радіоантен ALMA, розташований у Південній Америці. Він має одну з найбільших роздільних здатностей у своєму класі, й саме це робить його незамінним у спостереженнях за чорною дірою Стрілець А*, яка розташована за 26 тис. світлових років від нас.
ALMA може не тільки отримувати зображення у широкому спектрі хвиль, що перебувають за межами видимого діапазону, а й визначати їхню поляризацію та ще низку параметрів. Тож початком роботи став своєрідний запис того, що побачив радіотелескоп 11 квітня 2021 року. А далі вчені використали NeRF, аби перетворити його на повноцінну 3D-анімацію.
Штучний інтелект чудово впорався із цим завданням. Виявилося, що джерелом спалаху були два компактні утворення, що перебували на відстані 75 млн км від чорної діри. Це приблизно вдвічі менше, ніж відстань від Землі до Сонця. Вчених дуже вразила загальна картина події й те, як штучний інтелект зміг її отримати з обмеженого набору даних.
За матеріалами phys.org
Тільки найцікавіші новини та факти в нашому Telegram-каналі!
Приєднуйтесь: https://t.me/ustmagazine
