Чотири роки тому астрономи опублікували перше в історії зображення чорної діри: червонуватого, пухкого світлового пончика, що оточує порожню, темну діру в центрі гігантської галактики M87, яка лежить на відстані 55 мільйонів світлових років у сузір’ї Діви.
Зображення зробило видимим те, що астрономи, як і всі ми, могли лише уявити: небесне утворення настільки масивне, що його гравітація викривляє простір-час, втягуючи матерію, енергію і навіть світло у свій бездонний вир. Зображення було оприлюднене 10 квітня 2019 року астрономічною групою під назвою “Телескоп Горизонт подій”, названою так на честь межі неповернення навколо чорної діри.
Тепер частина цієї команди під керівництвом Лії Медейрос з Інституту перспективних досліджень у Прінстоні використала штучний інтелект, щоб обробити оригінальні дані і створити значно покращену версію зображення.
Нове зображення, за їхніми словами, посилить обмеження на те, наскільки добре чорна діра в M87 узгоджується із загальною теорією відносності Ейнштейна, яка вперше передбачила існування чорних дір. Доктор Медейрос та її колеги опублікували нове зображення в четвер в Astrophysical Journal Letters.
Можливо, воно приєднається до свого предка 2019 року в колекції фотографій Музею сучасного мистецтва в Нью-Йорку. Обидва зображення засновані на спостереженнях, зроблених у квітні 2017 року. Команда “Горизонту подій” фактично створила телескоп розміром із Землю, об’єднавши дані з п’яти радіотелескопів, розташованих так далеко один від одного – на Південному полюсі, у Франції, Чилі та на Гаваях, використовуючи техніку, яка називається інтерферометрією з дуже довгою базовою лінією.
Отриманий в результаті інструмент був достатньо потужним, щоб розрізняти деталі розміром з апельсин на поверхні Місяця або космічний укол небуття – масою 6,5 мільярдів сонць – на відстані 55 мільйонів світлових років від нас. Але прогалини в мережі призводили до невизначеності. “Ми використали машинне навчання, щоб заповнити прогалини”, – сказала доктор Медейрос в інтерв’ю.
Її команда навчила нейромережу розпізнавати чорні діри, надаючи штучному інтелекту симуляції всіх видів чорних дір, що відповідають рівнянням Ейнштейна.
У вдосконаленій версії, за словами доктора Медейрос, “пончик долі” – видиме випромінювання від матерії, що падає в діру – тонший, ніж в оригіналі. А порожнє місце в центрі пончика виглядає чорнішим і більшим, що підтверджує ідею про те, що там дійсно є чорна діра.
Команда вже аналізує нове зображення, щоб отримати кращу оцінку маси чорної діри M87, але поки що не готова її обговорювати.
Тим часом робота триває, і мережа “Горизонт подій” стає ще більшою. (Було додано три нових телескопи.) Кожного квітня, коли M87 і центр нашої галактики (домівка меншої чорної діри) знаходяться в полі зору, око розміром із Землю знову вдивляється в темряву.
“Люди стоять біля телескопів, – каже доктор Медейрос.
