Do stworzenia zdjęcia czarnej dziury w galaktyce M87 oddalonej od nas o 53 miliony lat świetlnych naukowcy wykorzystali sieć siedmiu teleskopów rozstawionych na całej powierzchni Ziemi. Aby jednak wykonać zdjęcie/obraz takiego obiektu, konieczne było zsynchronizowanie i połączenie pracy wszystkich siedmiu teleskopów w jeden wirtualny teleskop o średnicy Ziemi. Ów teleskop nazwano Teleskopem Horyzontu Zdarzeń. Jak sama nazwa wskazuje, został on stworzony wyłącznie do obserwowania czarnych dziur, najbardziej ulotnych obiektów we wszechświecie. Oczywiście nie da się całej półkuli Ziemi pokryć teleskopami, dlatego siłą rzeczy zebrane dane były niepełne i posiadały pełne luki. Zdjęcie jednak pozwoliło naukowcom po raz kolejny dowieść tego, że opracowana przez Einsteina teoria doskonale opisuje wszechświat. Jakby nie patrzeć ognisty obwarzanek na zdjęciu przypominał niemal dokładnie to, czego naukowcy się spodziewali.
Czytaj także: „Zobaczyliśmy to, co niewidzialne”. Oto pierwsze prawdziwe zdjęcie czarnej dziury
Niecałe cztery lata później, zdjęcie supermasywnej czarnej dziury w centrum M87 powraca. Okazuje się, że naukowcy wykorzystali model nauczania maszynowego PRIMO do szczegółowej analizy zdjęcia i zwiększenia poziomu jego szczegółowości. I faktycznie! Spojrzenie na zdjęcie z 2019 roku i na zdjęcie opublikowane teraz pozwala nam zobaczyć dramatyczny wzrost ostrości. Zupełnie tak, jak gdyby ktoś podał nam okulary korekcyjne. Na nowym zdjęciu pierścień rozgrzanej materii wokół czarnej dziury jest wyraźniejszy i cieńszy. Fizycy teoretyczni już teraz wykorzystują nowe zdjęcie do nałożenia nowych ograniczeń na modele teoretyczne czarnej dziury oraz do kolejnych, precyzyjniejszych testów teorii grawitacji.
W jaki sposób nauczanie maszynowe jest w stanie dokładniej pokazać nam jak wygląda czarna dziura?
Co do zasady technika nauczania maszynowego opiera się na analizie obszernego pakietu danych wejściowych przedstawiający jakiś typ obiektu. Wytrenowany na nim model jest w stanie po otrzymaniu nowego zdjęcia stwierdzić, czy znajduje się na nim obiekt. z tej samej kategorii, czy nie.
Tak samo było w przypadku PRIMO, do którego wprowadzono 30 000 wysokiej jakości symulowanych obrazów przedstawiających czarne dziury otoczone dyskiem akrecyjnym. Następnie do modelu wprowadzono niepełne dane obserwacyjne uzyskane za pomocą Teleskopu Horyzontu Zdarzeń (EHT). Bazując na danych wejściowych PRIMO był w stanie wypełnić luki w danych uzyskanych za pomocą EHT i stworzyć ostrzejszy i wyraźniejszy obraz samego obiektu.
Naukowcy przekonują, że modele nauczania maszynowego takie jak PRIMO będą w przyszłości wykorzystywane nie tylko podczas obserwacji czarnych dziur, ale przede wszystkim egzoplanet, których wciąż astronomowie odkrywają na pęczki.
Astronomowie wskazują, że nowe wyraźniejsze zdjęcie supermasywnej czarnej dziury w centrum galaktyki M87 zgadza się zarówno z danymi z EHT, jak i z teoretycznymi oczekiwaniami. Teraz na jego podstawie astronomowie ponownie podejmą się próby oszacowania masy sfotografowanej czarnej dziury oraz parametrów fizycznych jej bezpośredniego otoczenia. Jednocześnie możemy się spodziewać, że za jakiś czas PRIMO zostanie zastosowany także do poprawienia rozdzielczości zdjęcia przedstawiającego supermasywną czarną dziurę Sgr A* znajdującą się w centrum naszej galaktyki.