Naukowcy osiągnęli nowy poziom zrozumienia czarnej dziury M87. Stoi za tym sztuczna inteligencja o nazwie PRIMO. Pozwoliło to na udoskonalenie historycznego obrazu tego żarłocznego obiektu, co może przyczynić się do lepszego zrozumienia jej charakterystyki oraz otworzyć nowe możliwości badawcze w odniesieniu do czarnych dziur w innych galaktykach, takich jak Droga Mleczna.
Sztuczna inteligencja wyostrzyła zdjęcie M87
Zanim przejdziemy do samej sztucznej inteligencji, to odświeżmy sobie kilka faktów. Zdjęcie, chociaż lepszym określeniem będzie obraz czarnej dziury M87 został opublikowany po raz pierwszy w 2019 roku. Został on wykonany przez Event Horizon Telescope (EHT). Jest to globalna sieć siedmiu teleskopów, które razem tworzą teleskop wielkości Ziemi. Obraz ten, choć rewolucyjny, posiadał jednak pewne luki spowodowane brakami w danych obserwacyjnych.
Udało się je jednak załatać dzięki PRIMO (Principal-Component Interferometric Modeling). Jest to nowatorska metoda uczenia maszynowego, która pozwala na wypełnienie luk w danych obserwacyjnych. Opiera się na tzw. uczeniu ze słownika, gdzie komputer generuje reguły na podstawie dużych zestawów danych uczących. W przypadku czarnych dziur zespół naukowców dostarczył PRIMO 30 000 symulacji wysokiej jakości, dzięki którym algorytm nauczył się wykrywać wzorce.
Następnie Sztuczna inteligencja PRIMO została zastosowana do analizy i wypełnienia luk w obrazie czarnej dziury M87. Udoskonalony obraz pozwolił na zwiększenie jego rozdzielczości, co pozwoliło lepiej dopasować obserwacje rzeczywiste do teoretycznych przewidywań. Naukowcy zauważają, że szerokość pierścienia na obrazie zmniejszyła się o około połowę, co może być kluczowym ograniczeniem dla teoretycznych modeli i testów grawitacji.
AI w astronomii ma szersze możliwości
Sztuczna inteligencja PRIMO może być wykorzystana nie tylko do analizy czarnej dziury M87, ale również innych obiektów kosmicznych, takich jak czarna dziura w centrum Drogi Mlecznej Sagittarius A. Ponadto technologia ta może znaleźć zastosowanie w różnych dziedzinach nauki, takich jak badanie egzoplanet czy medycyna, gdzie interferometryczne techniki obrazowania również odgrywają istotną rolę.
Nowe osiągnięcie w analizie obrazu supermasywnej czarnej dziury M87 za pomocą techniki PRIMO stanowi przełom w badaniach astronomicznych. Lepsza jakość obrazu oraz zwiększona rozdzielczość umożliwią naukowcom dokładniejsze dopasowanie obserwacji rzeczywistych do teoretycznych modeli. Zastosowanie PRIMO w innych dziedzinach nauki może przyczynić się do rozwoju badań nad egzoplanetami, a także technologii medycznych. Jest to dopiero początek możliwości wykorzystania tej innowacyjnej techniki uczenia maszynowego, która ma potencjał przynieść kolejne odkrycia i rewolucje w przyszłości.
Źródło: space.com, Twitter, Fot: L. Medeiros (Institute for Advanced Study), D. Psaltis (Georgia Tech), T. Lauer (NSF’s NOIRLab), and F. Ozel (Georgia Tech), fot. EVENT HORIZON TELESCOPE COLLABORATION