(CNN) A primeira foto tirada do buraco negro agora parece um pouco mais nítida.
Originalmente publicado em 2019Sem precedente Imagem histórica do buraco negro supermassivo no centro da galáxia Messier 87 captura um objeto celestial essencialmente invisível Usando imagens ao vivo.
A imagem apresentou a primeira evidência visual direta da existência de buracos negros, mostrando uma região central escura cercada por um anel de luz que parecia mais brilhante de um lado. Os astrônomos apelidaram o objeto de “rosquinha laranja felpuda”.
Agora, os cientistas usaram o aprendizado de máquina para renderizar a imagem como um donut “magro” com uma atualização mais organizada, disseram os pesquisadores. Na nova imagem, a região central é escura e maciça, cercada por um anel brilhante, à medida que o gás quente cai no buraco negro.
Uma técnica de aprendizado de máquina foi usada para aprimorar a imagem composta do Event Horizon Telescope (à esquerda) do buraco negro supermassivo no centro da galáxia Messier 87 e produzir uma imagem mais nítida.
Em 2017, os astrônomos começaram a observar o coração invisível da enorme galáxia Messier 87, ou M87, perto da constelação de Virgem, a 55 milhões de anos-luz da Terra.
A Event Horizon Telescope Collaboration, conhecida como EHT, é uma rede global de telescópios que capturou a primeira foto de um buraco negro. Mais de 200 pesquisadores trabalharam no projeto por mais de uma década. O esquema é nomeado após o horizonte de eventos, um limite proposto em torno de um buraco negro onde nenhuma luz ou radiação pode escapar.
Para capturar a imagem do buraco negro, os cientistas combinaram o poder de sete radiotelescópios em todo o mundo usando interferometria de linha de base muito longa, o European Southern Observatory, que faz parte do EHT. esta sequência Criando efetivamente um telescópio virtual em torno do tamanho da Terra.
‘Resolução máxima’ é alcançada
Os dados observacionais originais de 2017 foram combinados com uma técnica de aprendizado de máquina para capturar a resolução total do que os telescópios viram pela primeira vez. Uma nova imagem detalhada foi divulgada, juntamente com um estudo Na quinta feira Cartas do Diário Astrofísico.
“Com nossa nova técnica de aprendizado de máquina PRIMO, conseguimos alcançar a resolução mais alta da sequência atual”, disse a principal autora do estudo, Leah Medeiros. Princeton, Nova Jersey, em um comunicado.
“Como não podemos estudar os buracos negros de perto, o detalhe de uma imagem desempenha um papel importante em nossa capacidade de entender seu comportamento. A largura do anel na imagem agora é duas vezes menor, e isso é uma restrição poderosa para nossa modelos teóricos e experimentos de gravidade.”
Medeiros e outros membros do EHT desenvolveram modelagem interferométrica de componentes principais, ou PRIMO. Os algoritmos dependem do aprendizado de dicionário, no qual os computadores geram regras com base em grandes conjuntos de objetos. Se um computador recebe uma série de imagens de bananas diferentes, combinadas com algum treinamento, ele pode detectar se uma imagem desconhecida contém uma banana ou não.
Os computadores que usam o PRIMO analisaram mais de 30.000 imagens simuladas de alta resolução de buracos negros para identificar detalhes estruturais comuns. Isso permitiu que o aprendizado de máquina preenchesse as lacunas da imagem original.
“PRIMO é uma nova abordagem para a difícil tarefa de produzir imagens a partir de observações do EHT”, disse o astrônomo Todd Lauer, do National Science Foundation’s National Optical-Infrared Astronomy Research Laboratory. NOIRLab. “Isso fornece uma maneira de compensar a falta de informações sobre o objeto observado, o que é necessário para produzir uma imagem que pode ser vista usando um enorme radiotelescópio do tamanho da Terra”.
Pesquisa avançada sobre buracos negros
Os buracos negros são formados por uma grande quantidade de matéria espremida em uma pequena área NASA, cria um enorme campo gravitacional que atrai tudo ao seu redor, inclusive a luz. Esses poderosos eventos celestes conseguem aquecer o material ao seu redor e alterar o espaço-tempo.
A matéria se acumula em torno dos buracos negros, aquecendo-os a bilhões de graus e atingindo quase a velocidade da luz. A luz se curva em torno da atração gravitacional do buraco negro, criando o anel de fótons visto na imagem. A sombra do buraco negro é representada pela região central escura.
A confirmação visual de buracos negros também serve como confirmação A teoria da relatividade geral de Albert Einstein. Em teoria, Einstein previu que as regiões mais densas e compactas do espaço teriam uma atração gravitacional tão intensa que nada poderia escapar dela. Mas se o material quente na forma de plasma envolve o buraco negro e emite luz, o horizonte de eventos é visível.
A nova imagem ajudará os cientistas a medir a massa do buraco negro com mais precisão. Os pesquisadores podem usar o PRIMO para outras observações do EHT Um buraco negro no centro da nossa Via Láctea.
“O filme de 2019 é apenas o começo”, disse Medeiros. “Se uma imagem vale mais que mil palavras, os dados subjacentes a essa imagem têm muito mais histórias para contar. O PRIMO continuará a ser uma ferramenta importante na extração de insights.”