Naukowcy ujawniają pierwsze w historii zdjęcie supermasywnej czarnej dziury

• Czarna dziura M87 znajduje się w sercu galaktyki Messier 87, która znajduje się około 55 milionów lat świetlnych od Ziemi
• W 2019 roku „rozmyty, pomarańczowy pączek” stał się pierwszą czarną dziurą bezpośrednio sfotografowaną przez astronomów 
• Teraz naukowcy opublikowali zdjęcie czarnej dziury w pełnej rozdzielczości, pokazujące, że jest to raczej „chudy pączek”

Jest to rzecz o hipnotyzującym pięknie: pierwsze spojrzenie ludzkości na jedyne zdjęcie supermasywnej czarnej dziury w pełnej rozdzielczości, jakie kiedykolwiek powstało.

• Ten „pomarańczowy pączek”, jak go nazwano, znajduje się w sercu galaktyki Messier 87, 55 milionów lat świetlnych od Ziemi, aw 2019 roku stał się pierwszą czarną dziurą bezpośrednio sfotografowaną przez astronomów.
• Teraz, z pomocą uczenia maszynowego sztucznej inteligencji ( AI ), przeszedł pierwszą oficjalną metamorfozę — a wyniki pokazują, że zamiast być „rozmytym pączkiem”, jest raczej „chudym pączkiem”

Naukowcy twierdzą, że ta nowa perspektywa supermasywnej czarnej dziury "odgrywa kluczową rolę w naszej zdolności zrozumienia jej zachowania" i może pomóc wyjaśnić, w jaki sposób zjawisko gwiezdne "zjada" materię.

Nazwali to „złotą okazją”, aby dowiedzieć się więcej o fizyce czarnych dziur.

 Algorytm uczenia maszynowego może również pozwolić naukowcom na lepsze badanie Sagittarius A* — czarnej dziury w centrum naszej Drogi Mlecznej.

Czym jest czarna dziura?

Czarne dziury są tak gęste, a ich przyciąganie grawitacyjne jest tak silne, że żadna forma promieniowania nie może z nich uciec – nawet światło.

Działają jak intensywne źródła grawitacji, które unoszą wokół siebie pył i gaz. Uważa się, że ich intensywne przyciąganie grawitacyjne jest tym, wokół czego krążą gwiazdy w galaktykach.

Sposób ich powstawania jest nadal słabo poznany. Astronomowie uważają, że mogą powstać, gdy duża chmura gazu, do 100 000 razy większa od Słońca, zapadnie się w czarną dziurę.

Wiele z tych nasion czarnych dziur następnie łączy się, tworząc znacznie większe supermasywne czarne dziury, które znajdują się w centrum każdej znanej masywnej galaktyki.

Alternatywnie, ziarno supermasywnej czarnej dziury może pochodzić z gigantycznej gwiazdy, około 100 razy masywniejszej od Słońca, która ostatecznie formuje się w czarną dziurę po wyczerpaniu paliwa i zapadnięciu się.

Kiedy te gigantyczne gwiazdy umierają, również przechodzą w „supernową”, ogromną eksplozję, która wyrzuca materię z zewnętrznych warstw gwiazdy w przestrzeń kosmiczną. 

Naukowcy powiedzieli, że ich zdjęcie czarnej dziury M87 w pełnej rozdzielczości ujawniło  centralny obszar, który jest większy i ciemniejszy niż początkowo sądzono, otoczony jasnym akreującym gazem w kształcie „chudego pączka”.

Stwierdzono również, że szerokość pierścienia na obrazie jest znacznie mniejsza niż wcześniej sądzono.

Naukowcy stworzyli zdjęcie za pomocą danych z Teleskopu Horyzontu Zdarzeń (EHT).

W 2017 roku EHT wykorzystał sieć siedmiu wcześniej istniejących teleskopów na całym świecie do zebrania danych o M87, skutecznie tworząc „teleskop wielkości Ziemi”.

Ponieważ jednak po prostu nie jest możliwe pokrycie całej powierzchni Ziemi za pomocą teleskopów, w danych pojawiają się luki — podobnie jak brakujące elementy układanki.

W tym miejscu sprawdza się ich nowa sztuczka AI.

"Dzięki naszej nowej technice uczenia maszynowego, PRIMO, byliśmy w stanie osiągnąć maksymalną rozdzielczość obecnej macierzy" - powiedziała naczelna autorka Lia Medeiros z Institute for Advanced Study w Princeton, New Jersey.

„Ponieważ nie możemy badać czarnych dziur z bliska, szczegóły obrazu odgrywają kluczową rolę w naszej zdolności zrozumienia ich zachowania. 

„Szerokość pierścienia na obrazie jest teraz mniejsza mniej więcej dwukrotnie, co będzie poważnym ograniczeniem dla naszych modeli teoretycznych i testów grawitacji”.

Szacuje się, że czarna dziura M87 ma masę około 6,5 miliarda mas Słońca i wyrzuca z siebie intensywne strumienie energii.

Te jasne dżety, które wyłaniają się z jądra M87 i rozciągają się na co najmniej 5000 lat świetlnych od jej centrum, są jedną z najbardziej tajemniczych i energetycznych cech galaktyki.

Szacuje się, że czarna dziura M87 ma masę około 6,5 miliarda mas Słońca i wyrzuca z siebie intensywne dżety energii. Te dżety, które wyłaniają się z jądra M87 i rozcią Szacuje się, że czarna dziura M87 ma masę około 6,5 miliarda mas Słońca i wyrzuca z siebie intensywne dżety energii. Te dżety, które wyłaniają się z jądra M87 i rozciągają się na co najmniej 5000 lat świetlnych od jej centrum, są jedną z najbardziej tajemniczych i energetycznych cech galaktyki gają się na co najmniej 5000 lat świetlnych od jej centrum, są jedną z najbardziej tajemniczych i energetycznych cech galaktyki.
 

Jak naukowcy po raz pierwszy uchwycili obraz czarnej dziury? Jak wyjaśniono na rysunku, metoda polega na obserwacji materii, która wiruje wokół krawędzi, zanim wpadnie do samej czarnej dziury. To nagrzewa się do ekstremalnych temperatur, powodując, że emituje jasne światło, które pojawia się jako pierścień wokół czarnej dziury.
 

Uderzające: pierwsze w historii zdjęcia supermasywnej czarnej dziury w pełnej rozdzielczości wyświetlania wyświetlania przez astronomów.