Алгоритм помог улучшить фото черной дыры

kiri2ll — 14.04.2023 Благодаря применению нового алгоритма машинного обучения, астрономы сумели улучшить знаменитый снимок черной дыры, расположенной в центре галактики M87. Обновленное изображение демонстрирует ранее неизвестные подробности окружающего ее аккреционного диска.

Галактика M87 обрела всемирную известность в 2019 году, когда участники проекта «Телескоп Горизонта Событий» (Event Horizon Telescope — EHT) опубликовали первое в истории изображение силуэта расположенной в ее центре сверхмассивной черной дыры. Оно было получено при помощи коллаборации из восьми радиотелескопов, расположенных в разных уголках нашей планеты. Объединив их в единую сеть, астрономам удалось получить аналог антенной решетки диаметром с Землю.

На историческом снимке EHT можно было увидеть яркую кольцеобразную структуру с темной центральной областью. Первая соответствует аккреционному диску, а вторая силуэту (тени) черной дыры — области, которую не может покинуть даже свет.

Но, несмотря на огромный успех астрономов, в снимке M87 имелись пробелы, своего рода отсутствующие кусочки пазла. Они связаны с тем, что хоть авторам проекта EHT и удалось создать виртуальный аналог радиотелескопа размером с Землю, использовавшиеся в наблюдениях антенны в реальности не покрывают всю нашу планету. Отсюда следует неизбежная потеря данных.

Чтобы решить эту проблему, исследователи из Института перспективных исследований Принстона воспользовались помощью искусственного интеллекта. Они разработали алгоритм машинного обучения под названием PRIMO (principal-component interferometric modeling) и «натренировали» его на 30 тысячах смоделированных изображениях аккреционных дисков черных дыр.

После этого ученые дали алгоритму проанализировать данные EHT. В результате, PRIMO создал новое, намного более четкое изображение силуэта черной дыры. Оно демонстрирует значительно больше деталей окружающего ее аккреционного диска (исследователи образно сравнили его с тощим пончиков). По словам авторов, изображение согласуется как с данными EHT, так и с теоретическими предсказаниями, в первую очередь яркими кольцами, возникающими в результате падения горячего газа в черную дыру.

Новое изображение M87 позволит астрономам более точно определить массу черной дыры. Также оно даст возможность ужесточить ограничения на альтернативные модели ее горизонта событий и обеспечить более надежные проверки теории гравитации. В будущем же PRIMO может быть задействован для обработки других изображений, в том числе и снимка расположенной в центре Млечного пути черной дыры Стрелец А*.

Оставить комментарий

Популярные посты:

• Ранее
• Архив