AI verbetert de helderheid van de eerste foto van een zwart gat

Een internationaal team van astrofysici gebruikte machine learning om de beroemde dingen aan te scherpen

beeld van een superzwaar zwart gatin het centrum van het sterrenstelsel M87, oftewel Messier 87. De nieuwe afbeelding toont een centraal gebied dat groter en donkerder is, omgeven door helder, dun, donutvormig aanzuigend gas.

Een afbeelding van een zwart gat gemaakt door de Event Horizon Telescope en verwerkt met behulp van machine learning. Afbeeldingen: Lia Medeiros et al., The Astrophysical Journal Letters

De onderzoekers gebruikten hun eigenPRIMO machine learning-techniek - hoofdcomponent interferometrische simulatie. Het compenseert ontbrekende informatie over het waargenomen object om een ​​beeld te creëren dat kan worden gezien met één gigantische radiotelescoop ter grootte van de aarde.

PRIMO опирается на словарное обучение, ветвь machine learning, waarmee computers regels kunnen genereren op basis van grote sets trainingsmateriaal. Als een computer bijvoorbeeld een reeks verschillende afbeeldingen van bananen te zien krijgt, kan deze met voldoende training bepalen of de onbekende afbeelding een banaan is of niet. 

Computersimulatie van een superzwaar zwart gat. Video: Instituut voor geavanceerde studie

Met PRIMO hebben computers meer dan geanalyseerd30.000 zeer nauwkeurige gesimuleerde beelden van het aangroeiende gas uit zwarte gaten. De simulaties omvatten een breed scala aan modellen van hoe een zwart gat materie aangroeit en zochten naar gemeenschappelijke patronen in de structuur van de afbeeldingen. De verschillende structuurmonsters werden gesorteerd op hoe vaak ze in de simulatie voorkwamen en vervolgens met elkaar gemengd om het algoritme te trainen.

Wetenschappers zeggen dat gevisualiseerdHet machine learning-beeld komt overeen met waarnemingen van de Event Horizon Telescope (EHT) en theoretische verwachtingen, waaronder een heldere ring van straling die naar verwachting wordt veroorzaakt door heet gas dat in het zwarte gat valt.

Eerste opname van een superzwaar zwart gatverscheen in 2019. Onderzoekers van de Event Horizon Telescope Collaboration gebruikten een netwerk van zeven afzonderlijke radiotelescopen over de hele wereld om gegevens over M87 te verzamelen, waardoor een "telescoop ter grootte van de aarde" ontstond. Vorig jaar liet hetzelfde team van wetenschappers zien hoe het zwarte gat in het centrum van de Melkweg eruitziet.

Lees verder:

Wetenschappers hebben een ultrahelder object bestudeerd dat in strijd is met de wet van de natuurkunde

"Zee" van quarks binnen één proton: waar bestaat een elementair deeltje uit

Kijk naar de kaart met de hoogste resolutie van Mars: 110.000 frames en 5,7 biljoen pixels

</ p>