La prima immagine di un buco nero sembra una torta “magra”.

(CNN) La prima immagine mai scattata di un buco nero sembra ora molto più nitida.

Pubblicato originariamente nel 2019come mai prima L’immagine storica del buco nero supermassiccio al centro della galassia Messier 87 ha catturato corpi celesti essenzialmente invisibili utilizzando immagini dirette.

L’immagine ha fornito la prima prova visiva diretta dell’esistenza dei buchi neri, mostrando una regione scura centrale avvolta da un anello di luce che appare più luminoso su un lato. Gli astronomi hanno soprannominato l’oggetto la “ciambella sfocata arancione”.

Gli scienziati hanno ora utilizzato l’apprendimento automatico per dare all’immagine un aggiornamento più pulito che assomiglia più a una ciambella “magra”, hanno detto i ricercatori. La regione centrale è più scura e più grande, circondata da un anello luminoso in cui il gas caldo cade nel buco nero nella nuova immagine.

Nel 2017, gli astronomi hanno deciso di osservare il cuore invisibile dell’enorme galassia Messier 87, o M87, vicino all’ammasso di galassie della Vergine a 55 milioni di anni luce dalla Terra.

La Event Horizon Telescope Collaboration, chiamata EHT, è una rete globale di telescopi che ha scattato la prima immagine di un buco nero. Più di 200 ricercatori hanno lavorato al progetto per più di un decennio. Il progetto prende il nome dall’orizzonte degli eventi, il confine proposto attorno a un buco nero che segna il punto di non ritorno dove nessuna luce o radiazione può sfuggire.

Per catturare un’immagine del buco nero, gli scienziati hanno combinato la potenza di sette radiotelescopi in tutto il mondo utilizzando un’interferometria molto lunga, secondo l’Osservatorio europeo meridionale, che fa parte dell’EHT. questo gruppo Ha creato un telescopio virtuale all’incirca delle stesse dimensioni della Terra.

Massima precisione raggiunta

I dati dell’osservazione originale del 2017 sono stati combinati con la tecnologia di apprendimento automatico per catturare la piena risoluzione di ciò che i telescopi hanno visto per la prima volta. La nuova immagine più dettagliata è stata rilasciata con uno studio il giovedì a Lettere del diario astrofisico.

ha affermato l’autrice principale dello studio Lia Medeiros, borsista post-dottorato in astrofisica presso la School of Natural Sciences presso l’Institute for Advanced Study di Princeton, New Jersey, in una dichiarazione.

“Poiché non possiamo studiare i buchi neri da vicino, i dettagli dell’immagine giocano un ruolo importante nella nostra capacità di comprendere il loro comportamento. La larghezza dell’anello nell’immagine è ora circa due volte più piccola, il che rappresenterà un forte limite per il nostro modelli teorici e prove gravitazionali.”

Medeiros e altri membri dell’EHT hanno sviluppato la modellazione dell’interferenza dei componenti principali, o PRIMI. L’algoritmo si basa sull’apprendimento del dizionario in cui i computer creano regole basate su grandi quantità di materiale. Se a un computer vengono fornite una serie di diverse immagini di banane, oltre a un po’ di addestramento, potrebbe essere in grado di dire se l’immagine sconosciuta contiene o meno una banana.

I computer che utilizzano PRIMO hanno analizzato più di 30.000 immagini simulate ad alta risoluzione di buchi neri per individuare dettagli strutturali comuni. Ciò ha sostanzialmente consentito all’apprendimento automatico di colmare le lacune dell’immagine originale.

“PRIMO è un nuovo approccio all’impegnativo compito di costruire immagini dalle osservazioni EHT”, ha affermato Todd Lauer, astronomo presso l’Optical and Infrared Astronomy Research Laboratory della National Science Foundation. NOIRLab. “Fornisce un modo per compensare le informazioni mancanti sull’oggetto monitorato, necessarie per generare l’immagine che sarebbe stata vista con un singolo radiotelescopio gigante delle dimensioni della Terra”.

Sviluppare la ricerca sui buchi neri

I buchi neri sono fatti di enormi quantità di materia stipate in una piccola regione, secondo lui NASA, che crea un enorme campo gravitazionale che attrae tutto ciò che lo circonda, compresa la luce. Questi potenti fenomeni celesti hanno anche un modo per riscaldare la materia che li circonda e deformare lo spazio-tempo.

Il materiale si accumula attorno ai buchi neri, si riscalda a miliardi di gradi e raggiunge quasi la velocità della luce. La luce è piegata attorno alla gravità del buco nero, risultando nell’anello di fotoni visto nell’immagine. L’ombra del buco nero è rappresentata dalla regione centrale scura.

La conferma ottica dei buchi neri serve anche come conferma di Teoria della relatività generale di Albert Einstein. In teoria, Einstein predisse che le regioni dense e compatte dello spazio avrebbero avuto una gravità così intensa che nulla sarebbe potuto sfuggire da essa. Ma se materiale caldo sotto forma di plasma circonda il buco nero ed emette luce, l’orizzonte degli eventi potrebbe essere visibile.

La nuova immagine potrebbe aiutare gli scienziati a effettuare misurazioni più accurate della massa del buco nero. I ricercatori possono anche applicare PRIMO ad altre osservazioni EHT, comprese quelle di Il buco nero al centro della nostra galassia, la Via Lattea.

“La foto 2019 è stata solo l’inizio”, ha detto Medeiros. “Se un’immagine vale più di mille parole, i dati dietro quell’immagine hanno molte più storie da raccontare. PRIMO continuerà a essere uno strumento fondamentale per estrarre tali intuizioni”.