Τεχνητή νοημοσύνη έκανε ρετούς στην πρώτη εικόνα μαύρης τρύπας

Η πρώτη άμεση παρατήρηση μιας μαύρης τρύπας έγινε πρωτοσέλιδο το 2019, η αλήθεια όμως είναι ότι το πορτρέτο του τέρατος ήταν μάλλον θολό –σαν «θαμπός πορτοκαλί λουκουμάς», όπως το θέτει μια αστροφυσικός που συμμετείχε στην προσπάθεια μαζί με έναν έλληνα ερευνητή.

Χάρη όμως στην τεχνητή νοημοσύνη, η εικόνα καθαρίζει: ερευνητές παρουσίασαν την Πέμπτη μια βελτιωμένη εικόνα της μαύρης τρύπας –η οποία κρύβεται στο κέντρο του γειτονικού γαλαξία M87- χρησιμοποιώντας τα ίδια δεδομένα αλλά νέους αλγορίθμους που μπάλωσαν τα κενά στις παρατηρήσεις και αύξησαν την ανάλυση.

Η ίδια η μαύρη τρύπα είναι εξ ορισμού αόρατη, όμως το υλικό που περιφέρεται γύρω της σχηματίζει έναν δίσκο, θερμαίνεται σε ακραίες θερμοκρασίες και εκπέμπει ισχυρό φως.

Στο κέντρο της εικόνας διακρίνεται μια σκοτεινή κηλίδα που ονομάζεται «σκιά», ή σιλουέτα, της μαύρης τρύπας, τυλιγμένη σε ακτίνες φωτός που έχουν παραμορφωθεί από το πανίσχυρο βαρυτικό πεδίο της.

Στη νέα εικόνα, το φωτοστέφανο της μελανής οπής είναι πιο λεπτό, ενώ η σκιά είναι πιο σκούρα.

Πριν και μετά: η εικόνα στα δεξιά είναι σαφώς πιο καθαρή (Medeiros et al. 2023)

«Περιγράφω στοργικά την προηγούμενη εικόνα ως ‘θολό πορτοκαλί ντόνατ΄ και αναφέρομαι στη νέα εικόνα με την περιγραφή του ‘αδύνατου ντόνατ’, κάτι που ακούγεται εξαιρετικά ανορεκτικό» σχολίασε στο Reuters η Λία Μεντέιρος του Ινστιτούτο Προηγμένων Μελετών του Πρίνστον, επικεφαλής της μελέτης που δημοσιεύεται στο Astrophysical Journal Letters.

Την δημοσίευση υπογράφουν ακόμα τρεις ερευνητές του «Τηλεσκοπίου Ορίζοντα Γεγονότων» (EHT), της διεθνούς συνεργασίας που παρουσίασε την ιστορική εικόνα το 2019.  Ορίζοντας γεγονότων ονομάζεται το όριο απόστασης στο οποίο μπορεί να πλησιάσει το φως –ή οποιοδήποτε αντικείμενο- χωρίς να γίνει βορά του κοσμικού φαταούλα.

Δεδομένου ότι η μαύρη τρύπα απέχει περίπου 54 εκατομμύρια έτη φωτός, κανένα μεμονωμένο τηλεσκόπιο δεν θα μπορούσε να την διακρίνει. Το πορτρέτο προέκυψε από τον συνδυασμό επτά ραδιοτηλεσκοπίων σε πέντε περιοχές του κόσμου, τα οποία ουσιαστικά λειτούργησαν σαν ένα ραδιοτηλεσκόπιο στο μέγεθος της Γης.

Δεδομένου ότι τα επιμέρους τηλεσκόπια χωρίζονταν από μεγάλες αποστάσεις, η εικόνα που προέκυψε «είχε πολλές τρύπες, οπότε αναγκαστικά βασιζόμαστε σε αλγορίθμους για να γεμίσουμε τα δεδομένα που λείπουν» δήλωσε ο Δημήτριος Ψάλτης, αστροφυσικός του Τεχνολογικού Ινστιτούτου της Τζόρτζια, μέλος της ερευνητικής ομάδας.

«Είναι η πρώτη φορά που χρησιμοποιούμε μηχανική μάθηση για να μπαλώσουμε τα κενά όπου δεν υπάρχουν δεδομένα» πρόσθεσε η Μεντέιρος.

Για την εκπαίδευση του αλγορίθμου «χρησιμοποιήσαμε ένα μεγάλο σετ δεδομένων προσομοιώσεων υψηλής πιστότητας, και καταλήξαμε σε μια εικόνα που βρίσκεται σε συμφωνία με τα δεδομένα και γενικά σε συμφωνία με τις θεωρητικές προβλέψεις μας» εξήγησε η ερευνήτρια.

Η ίδια τεχνική πρόκειται να εφαρμοστεί τώρα στο μόνο άλλο πορτρέτο μαύρης τρύπας, το οποίο δημοσιεύτηκε πέρυσι και δείχνει την τερατώδη μαύρη τρύπα στο κέντρο του Γαλαξία μας, γνωστή ως Τοξότης Α*.