První obrázek černé díry vypadá jako „hubený“ dort

(CNN) Vůbec první snímek černé díry, který byl kdy pořízen, nyní vypadá mnohem jasněji.

Původně vydáno v roce 2019jako nikdy předtím Historický snímek supermasivní černé díry ve středu galaxie Messier 87 zachytil v podstatě neviditelná nebeská tělesa pomocí přímého zobrazování.

Snímek poskytl první přímý vizuální důkaz existence černých děr a ukázal centrální tmavou oblast obalenou světelným prstencem, který se na jedné straně jeví jako jasnější. Astronomové nazvali objekt „fuzzy orange donut“.

Vědci nyní použili strojové učení, aby dodali obrázku čistší vylepšení, které vypadá spíše jako „hubená“ kobliha, uvedli vědci. Centrální oblast je tmavší a větší, obklopená jasným prstencem, kde horký plyn padá do černé díry na novém snímku.

V roce 2017 se astronomové vydali pozorovat neviditelné srdce masivní galaxie Messier 87 neboli M87 poblíž kupy galaxií v Panně vzdálené 55 milionů světelných let od Země.

Event Horizon Telescope Collaboration, nazývaná EHT, je globální síť dalekohledů, které pořídily první snímek černé díry. Více než 200 výzkumníků pracovalo na projektu více než deset let. Projekt je pojmenován podle horizontu událostí, navrhované hranice kolem černé díry, která označuje bod, odkud není návratu, kam nemůže uniknout žádné světlo ani záření.

Aby vědci pořídili snímek černé díry, spojili výkon sedmi radioteleskopů po celém světě pomocí velmi dlouhé interferometrie, uvádí Evropská jižní observatoř, která je součástí EHT. tato skupina Vytvořil virtuální dalekohled zhruba stejné velikosti jako Země.

Maximální dosažená přesnost

Data z původního pozorování z roku 2017 byla zkombinována s technologií strojového učení, aby bylo možné zachytit plné rozlišení toho, co dalekohledy viděly poprvé. Nový, podrobnější obrázek byl zveřejněn se studií Ve čtvrtek v Astrophysical Journal Letters.

řekla vedoucí autorka studie Lia Medeiros, postdoktorandka v oboru astrofyzika na School of Natural Sciences na Institutu pro pokročilé studium na Princeton, New Jersey, v prohlášení.

„Protože nemůžeme studovat černé díry zblízka, detaily snímku hrají důležitou roli v naší schopnosti porozumět jejich chování. Šířka prstence na snímku je nyní asi dvakrát menší, což bude pro naše teoretické modely a gravitační testy“.

Medeiros a další členové EHT vyvinuli modelování interference hlavních komponent, nebo PRIMO. Algoritmus je založen na učení slovníku, kde počítače vytvářejí pravidla založená na velkém množství materiálu. Pokud počítač dostane sérii různých obrázků banánů plus nějaké školení, mohl by být schopen zjistit, zda neznámý obrázek banán obsahuje či nikoli.

Počítače používající PRIMO analyzovaly více než 30 000 simulovaných snímků černých děr ve vysokém rozlišení, aby vybraly společné strukturální detaily. To v podstatě umožnilo strojovému učení vyplnit mezery v původním obrázku.

„PRIMO je nový přístup k náročnému úkolu vytváření snímků z pozorování EHT,“ řekl Todd Lauer, astronom z výzkumné laboratoře pro optickou a infračervenou astronomii National Science Foundation. NOIRLab. „Poskytuje způsob, jak kompenzovat chybějící informace o sledovaném objektu, což je nutné k vytvoření obrazu, který by byl vidět jediným obřím radioteleskopem o velikosti Země.“

Rozvoj výzkumu černých děr

Černé díry jsou podle něj vyrobeny z obrovského množství hmoty napěchované v malé oblasti NASA, která vytváří masivní gravitační pole, které přitahuje vše kolem sebe, včetně světla. Tyto mocné nebeské jevy mají také způsob, jak zahřívat hmotu kolem sebe a deformovat časoprostor.

Materiál se hromadí kolem černých děr, zahřívá se na miliardy stupňů a dosahuje téměř rychlosti světla. Světlo se ohýbá kolem gravitace černé díry, což vede ke vzniku fotonového prstence, který je vidět na obrázku. Stín černé díry je reprezentován temnou centrální oblastí.

Optické potvrzení černých děr slouží také jako potvrzení Obecná teorie relativity Alberta Einsteina. Teoreticky Einstein předpověděl, že husté a kompaktní oblasti vesmíru budou mít gravitaci tak intenzivní, že z ní nemůže nic uniknout. Ale pokud horký materiál ve formě plazmy obklopí černou díru a vyzařuje světlo, horizont událostí může být viditelný.

Nový snímek by mohl vědcům pomoci provést přesnější měření hmotnosti černé díry. Výzkumníci mohou také použít PRIMO na další pozorování EHT, včetně pozorování Černá díra ve středu naší galaxie Mléčná dráha.

„Foto 2019 byl jen začátek,“ řekl Medeiros. „Pokud má obrázek hodnotu tisíce slov, data za tímto obrázkem mohou vyprávět mnohem více příběhů. PRIMO bude i nadále kritickým nástrojem při získávání takových poznatků.“