أول لقطة قريبة على الإطلاق لثقب أسود فائق الكتلة تم شحذها إلى “دقة كاملة” بواسطة الذكاء الاصطناعي ، وكانت النتائج مذهلة
حصلت أول صورة على الإطلاق لثقب أسود فائق الكتلة على تغيير “أقصى دقة” بفضل الذكاء الاصطناعي (AI).
صورة 2019 الشهيرة لطراز M87 *، وهو ثقب أسود بحجم النظام الشمسي في وسط مجموعة مجرات العذراء ، تم تكوينه عن طريق تجميع ضوء الراديو الذي سافر إلينا عبر 53 مليون سنة ضوئية من الفضاء.
الآن ، استخدم جهد جديد التعلم الآلي لتنظيف الصورة ، وشحذها لتحقيق أقصى دقة ممكنة وكشف منطقة مركزية أكبر وأكثر قتامة محاطة بالغاز المتوهج الذي وصفه علماء الفلك بأنه “دونات نحيف”. نشر الباحثون الصورة المحدثة في 13 أبريل في رسائل مجلة الفيزياء الفلكية (يفتح في علامة تبويب جديدة).
متعلق ب: اكتشف تلسكوب جيمس ويب الفضائي أقدم ثقب أسود في الكون – وحش كوني أثقل بعشرة ملايين مرة من الشمس
“باستخدام تقنية التعلم الآلي الجديدة ، PRIMO ، تمكنا من تحقيق أقصى دقة للتيار [telescope] مجموعة “المؤلف الرئيسي ليا ميديروس (يفتح في علامة تبويب جديدة)قال عالم الفلك في معهد الدراسات المتقدمة في برينستون ، نيو جيرسي ، في بيان. “نظرًا لأنه لا يمكننا دراسة الثقوب السوداء عن قرب ، فإن تفاصيل الصورة تلعب دورًا مهمًا في قدرتنا على فهم سلوكها. أصبح عرض الحلقة في الصورة الآن أصغر بنحو ضعفين ، وهو ما سيكون قيد قوي لنماذجنا النظرية واختبارات الجاذبية “.
تم تصوير الثقب الأسود Messier 87 ، الذي يبلغ اتساع نظامنا الشمسي وكتلة 6.5 مليار مرة كتلة الشمس ، بواسطة Event Horizon Telescope (EHT) ، وهو عبارة عن مجموعة من ثمانية تلسكوبات راديوية متزامنة عالميًا. تتمتع الثقوب السوداء بقوة جاذبية قوية بحيث لا يمكن لأي شيء (ولا حتى الضوء) الهروب من فكوكها ، لكن هذا لا يعني أنه لا يمكن رؤيتها. هذا لأن الثقوب السوداء النشطة محاطة بأقراص تراكمية – حلقات شاسعة من المواد جردت من السحب الغازية والنجوم التي تدور حول آفاق حدث الثقوب السوداء – والتي يتم تسخينها إلى درجات حرارة حمراء ساخنة عن طريق الاحتكاك ، مما ينتج عنه توهج خافت لا يمكن اكتشافه.
من خلال هذه الومضات الراديوية الخافتة ، تمكن علماء الفلك من إعادة بناء التفرد البعيد على شكل ثقب دائري محاط بهالة من الضوء. لكن الثغرات في البيانات ، الناشئة عن قطع الضوء المفقودة حيث لم يكن هناك تلسكوب لاسلكي لاستقبالها ، تركت الصورة مشوشة وغير محددة.
لتوضيح الصورة ، لجأ الباحثون إلى تقنية جديدة للذكاء الاصطناعي تسمى نمذجة قياس التداخل للمكون الرئيسي (PRIMO) ، والتي حللت أكثر من 30000 صورة محاكاة عالية الدقة لتراكمات غاز الثقب الأسود للعثور على أنماط مشتركة. تم بعد ذلك فرز هذه الأنماط حسب مدى شيوعها قبل مزجها معًا وتطبيقها على الصورة الأصلية لإنتاج تقدير أكثر دقة.
من خلال التحقق من الصورة التي تم تقديمها حديثًا باستخدام بيانات EHT والنظرية حول الشكل الذي يجب أن يبدو عليه الثقب الأسود ، أكد الباحثون أن صورتهم كانت قريبة جدًا من الشيء الحقيقي. من الواضح أن هذا يتطلب الافتراض الكبير بأن الثقب الأسود سيبدو كما نتوقعه ، لكن الباحثين قالوا إن صورة 2019 أكدت بالفعل التوقعات النظرية لتفاصيله الواسعة. وأضاف الفريق أن هذه الصورة الجديدة ستتيح دراسة عن كثب للتأثيرات الشديدة التي تنتجها المجاري الكونية ، حيث تتفكك نظريات الجاذبية وميكانيكا الكم وتندمج.
وقال ميديروس: “كانت صورة 2019 مجرد البداية”. “إذا كانت الصورة تساوي ألف كلمة ، فإن البيانات الكامنة وراء تلك الصورة لديها العديد من القصص لترويها. وستظل PRIMO أداة حاسمة في استخراج مثل هذه الأفكار.”
