Новый взгляд на черную дыру: использование ИИ позволило улучшить первое в истории изображение

В 2019 году астрономы представили первое в истории изображение черной дыры, расположенной в центре галактики M87 в соседнем скоплении галактик Девы. Теперь, благодаря использованию новой техники машинного обучения, получено более четкое и точное представление наблюдений черной дыры M87*.

Фото из открытых источников / Сравнение M87* с исходными данными EHT и реконструкция с помощью PRIMO / Авторы фото: Институт перспективных исследований, Технологический институт Джорджии, NOIRLab NSF's, Технологический институт Джорджии.

Соответствующее исследование опубликовано в журнале The Astrophysical Journal. Участвующие в исследовании астрономы отмечают, что они не использовали искусственный интеллект для заполнения пробелов, как это делают некоторые смартфоны для улучшения возможностей изображения своих камер. Вместо этого они использовали исходные данные из коллаборации Event Horizon Telescope (EHT) и обработали их с помощью программы PRIMO, основанной на словарном обучении, где ИИ обучают «правилам», демонстрируя ему тысячи примеров.

Применение PRIMO к данным EHT M87* позволило проанализировать 30 000 высокоточных смоделированных изображений горизонта событий, чтобы найти общие закономерности в изображениях. Смешивание результатов дало более четкое и все же очень точное представление наблюдений EHT, которому также удалось оценить некоторые недостающие данные из исходного изображения.

Как напоминает статья, коллаборация EHT повернула семь радиотелескопов по всему миру в апреле 2017 года, чтобы они смотрели в одном направлении и создали единый телескоп размером с Землю. Их цель была амбициозной: изобразить тень горизонта событий сверхмассивной черной дыры, что они и сделали. До этого первого изображения единственным способом посмотреть на черную дыру было косвенное наблюдение за ее эффектами, а не за самим объектом.

Теперь, благодаря новому изображению, обработанному с помощью ИИ, лучше видна темная центральная область объекта и узкое яркое кольцо излучения горячего газа, падающего в черную дыру. Это изображение поможет ученым более детально изучить характеристики черной дыры и ее окружения.

Также, новое изображение поможет подтвердить теорию о том, что черные дыры в центре галактик являются источниками мощного излучения и играют важную роль в развитии галактик. Кроме того, разработка новых алгоритмов ИИ для обработки данных космических тел может привести к дальнейшим открытиям и улучшению нашего понимания Вселенной.