تصویر دونات نارنجی رنگ تبدیل به یک سیاه چاله واضح شد

به گزارش مجله خبری نگار،اخترفیزیکدانان برای چندین دهه به وجود سیاهچاله‌ها مشکوک بوده اند و در حالی که شواهد غیرمستقیم زیادی برای اثبات آن‌ها وجود دارد، تصاویر مستقیم همچنان مبهم باقی مانده اند.

تأثیر گرانشی شدید سیاهچاله‌ها مواد اطراف آن‌ها را گرم کرده و یک دیسک روشن ایجاد می‌کند که جسم بی‌نهایت تاریک در مرکز را برجسته می‌کند. با استفاده از این روش، تلسکوپ افق رویداد (EHT) در نهایت اولین تصویر مستقیم از یک سیاهچاله را ایجاد کرده و هیولای عظیم را در مرکز کهکشان M۸۷ ثبت کرد.

این تصویر یک حلقه نارنجی متمایز را نشان می‌دهد که یک قلب سیاه را احاطه کرده است و فرضیه‌هایی را در مورد ظاهر سیاهچاله‌ها تایید می‌کند. این تصویر هر چند که پیشگامانه بود، تصویر کاملا مبهم بود، بنابراین اکنون تیم EHT آن را واضح‌تر کرده است.

کلید تصویر جدید و بهبود یافته یک الگوریتم یادگیری ماشینی به نام مدل‌سازی تداخل سنجی اصولی (PRIMO) است. تصویر اصلی با ادغام داده‌های تلسکوپ‌های رادیویی در سراسر جهان برای ایجاد یک تلسکوپ مجازی به اندازه زمین گرفته شده است، اما انجام این کار به ناچار ضعف‌هایی در تصویر دارد، زیرا نمی‌توان سطح سیاره را با تلسکوپ‌ها پوشش داد.

مدل‌سازی تداخل سنجی برای اصلاح این ضعف‌ها طراحی شده است. این سیستم یادگیری ماشینی بر روی بیش از ۳۰ هزار تصویر شبیه سازی شده از سیاهچاله‌ها با حلقه‌های برافزایشی، از جمله طیف گسترده‌ای از مدل‌های مختلف، آموزش دیده است. الگو‌های تکرار شونده بر اساس تعداد دفعات وقوع آن‌ها مرتب شده و سپس با هم ترکیب شدند تا تصاویری از ظاهر سیاهچاله‌ها ایجاد کنند.

نتیجه نهایی تصویری بسیار واضح‌تر از سیاهچاله مرکزی M۸۷ است که ضعف‌ها را از بین می‌برد تا سیاهچاله بزرگتر و تیره‌تر و حلقه درخشانی را ببینیم که عرض آن فقط نصف عرض قبلی است. این تیم می‌گوید این تصویر به حداکثر وضوح احتمالی خود رسیده است.

تصویر جدید می‌تواند به دانشمندان در بهبود مدل‌های فیزیک سیاه‌چاله و گرانش کمک کرده و این تکنیک را می‌توان در تصاویر دیگری مانند تصویری که همکاری تلسکوپ افق رویداد از سیاه‌چاله ابرپرجرم خود راه شیری در سال گذشته گرفت، به کار برد.