O IA antrenată pe poze cu pisici a refăcut prima imagine a unei găuri negre, iar inelul a rămas

Cea mai faimoasă fotografie a unei găuri negre a trecut un test orb. O echipă mică de la CSIRO, agenția națională de știință a Australiei, a construit un program de procesare a imaginilor care a învățat cum arată fotografiile din imagini cu pisici, câini și mașini, l-a îndreptat către datele brute ale Event Horizon Telescope din spatele primei imagini a unei găuri negre și a obținut același inel luminos.

Acest lucru contează pentru că inelul a avut un contestatar. O reanaliză rivală a susținut că gogoșa văzută în jurul găurii negre gigantice din inima unei galaxii apropiate ar putea fi un artefact al modului în care au fost procesate datele și că obiectul real ar putea fi un punct luminos alungit. Noua lucrare, publicată în Nature, găsește inelul în fiecare set de date de înaltă calitate pe care l-a examinat, iar dimensiunea sa indică o gaură neagră de miliarde de ori mai grea decât Soarele, în concordanță cu estimările independente.

„Important este că modelul nostru nu avea nicio idee cum arată o gaură neagră atunci când l-am aplicat datelor M87”, a declarat autorul principal Samuel Lai, astronom la CSIRO. „Aceasta este prima validare cu adevărat independentă a imaginii EHT, un pas important în procesul științific.”

Lecturi recomandateJWST a găsit un obiect de 100 de miliarde ori mai strălucitor decât o stea — dar nu e o stea

De ce se poate disputa o imagine a unei găuri negre

M87* se află la aproximativ 55 de milioane de ani-lumină distanță, iar umbra sa acoperă o fărâmă de cer atât de mică încât Lai compară sarcina cu „a sta în curtea ta și a încerca să faci o fotografie unei gogoși pe Lună”. Niciun telescop individual nu poate face asta. Event Horizon Telescope leagă observatoare radio din Chile, Mexic, Hawaii, Arizona, Spania și alte locuri, astfel încât întregul Pământ acționează ca un singur telescop.

Acest telescop virtual este în mare parte spațiu gol. Fiecare pereche de antene eșantionează doar o urmă subțire din informațiile necesare pentru o imagine, iar fiecare stație adaugă erori de la electronica sa și de la aerul turbulent de deasupra. Software-ul trebuie să umple golurile, iar alegerile făcute în acel software pot influența imaginea finală.

Colaborarea originală știa acest lucru și a rulat patru echipe de procesare a imaginilor în paralel, fără ca una să știe ce face cealaltă. Toate cele patru au găsit un inel, dar au fost în dezacord asupra detaliilor fine, cum ar fi unde este cel mai luminos. Apoi, un grup japonez condus de Makoto Miyoshi a reprocesat datele publice cu o tehnică clasică și a raportat că, dacă analiza permitea o porțiune mai mare de cer, un singur punct luminos alungit se potrivea mai bine decât un inel. Disputa s-a învârtit în jurul ipotezelor, iar ipotezele sunt exact ceea ce un test independent trebuie să înlăture.

Cum au procedat

Echipa CSIRO a atacat ambele puncte slabe simultan. În primul rând, datele. Abordarea standard combină măsurători de la perechi de telescoape, care poartă erorile de calibrare ale fiecărei stații împreună cu semnalul. Echipa a folosit în schimb „invariante de închidere”, cantități construite din câte trei telescoape odată, în care acele erori se anulează reciproc. „Tehnica noastră combină triplete, nu perechile standard de date telescopice, pentru a elimina aceste erori”, a declarat coordonatorul proiectului, Nithyanandan Thyagarajan.

În al doilea rând, software-ul. Echipa a construit un sistem de inteligență artificială generativă numit GenDIReCT, similar ca spirit cu instrumentele care transformă textul în imagini, dar ghidat de invariantele de închidere în loc de un prompt scris. A învățat cum arată imaginile reale dintr-o bibliotecă standard de fotografii de zi cu zi, plus forme simple precum discuri și inele. Pentru a se asigura că aceste inele nu influențează rezultatul, cercetătorii l-au reantrenat fără nicio formă geometrică și nu au găsit nicio diferență notabilă.

Înainte de a vedea orice date M87*, programul a trebuit să treacă teste pe date sintetice și pe observații reale ale altor galaxii, reproducând imagini publicate ale quasarului 3C 279 cu o similaritate de 98% și ale galaxiei radio Centaurus A cu 91%. Apoi, echipa a înghețat modelul, astfel încât nimeni să nu poată modifica nimic după ce a văzut răspunsul. A funcționat timp de opt nopți de date publice din trei sezoane de observații, fiecare cu trei ferestre cerești, producând aproximativ 300 de imagini candidate per set de date. Ca o verificare încrucișată care nu datora nimic învățării automate, echipa a potrivit și aceleași date triple cu un model statistic convențional al unui inel.

Ce ne spune inelul

Fiecare set de date cu o acoperire telescopică bună a produs un inel compact de aproximativ 42 de microsecunde de arc, indiferent de dimensiunea ferestrei cerești. Această stabilitate este răspunsul direct la analiza rivală, care și-a găsit punctul luminos doar atunci când fereastra a devenit mare. Echipa CSIRO susține că efectul anterior provine cel mai probabil dintr-o noapte cu acoperire slabă și date de calitate inferioară. Imaginile din învățarea automată au dat 42,2 microsecunde de arc, iar potrivirea convențională 42,3, coincizând în limitele erorilor. Rezolvarea unor detalii atât de fine, notează lucrarea, este ca și cum ai distinge lățimea unui fir de păr uman de la peste 1.000 de kilometri distanță.

Din această dimensiune, echipa estimează o masă de 6,5 miliarde de sori, plus sau minus 0,5 miliarde. Aceasta se situează aproape exact pe o estimare independentă bazată pe mișcările stelelor din galaxie, de aproximativ 6,6 miliarde de sori, și departe de o estimare bazată pe mișcările gazelor, de aproximativ 3,5 miliarde, care ar fi produs un inel de aproximativ jumătate din lățime. Sagittarius A*, gaura neagră din centrul Căii Lactee, cântărește aproximativ 4 milioane de sori, așadar M87* este de peste o mie de ori mai grea.

Imaginile sugerează, de asemenea, că vedem gaura neagră aproape din față, la aproximativ 20 de grade de jetul său, aproape de cei 17 grade măsurați din jetul însuși. Partea cea mai luminoasă a inelului se deplasează între sezoane, ceea ce autorii atribuie gazului turbulent care cade în gaura neagră, nu metodei.

Ce nu rezolvă

Noua analiză este independentă ca metodă, nu și ca date. Reutilizează aceleași măsurători publice ale Event Horizon Telescope, așadar nu poate exclude o problemă încorporată în înregistrările brute; arată că inelul nu este un produs al alegerilor de procesare ale echipelor originale.

Unele caracteristici rămân neclare. Grosimea inelului, luminozitatea centrului său și cât de asimetric arată s-au schimbat între metode și între nopți, iar autorii spun că acestea probabil nu reflectă sursa reală. O noapte, când un telescop cheie din Mexic lipsea, a dat cele mai ambigue rezultate.

Masa este mai puțin fermă decât sugerează cifra principală. Conversia dimensiunii inelului în masă se bazează pe un factor de calibrare preluat din simulări pe calculator, iar intervalul complet al acestui factor mută estimarea între 6,0 și 6,7 miliarde de sori. Imaginile nu pot stabili cât de repede se rotește gaura neagră, deși favorizează o anumită rotație. Iar echipa avertizează că o potrivire bună cu datele este necesară, dar nu suficientă pentru a demonstra că o imagine este corectă, deoarece nu există o imagine de referință a M87* cu care să se compare.

Întrebări frecvente despre imaginea găurii negre M87*

Este reală prima imagine a unei găuri negre?

Da, conform acestei verificări independente. O echipă din afara analizei originale, folosind un mod diferit de a combina datele și o inteligență artificială care nu văzuse niciodată o gaură neagră, a recuperat un inel de aceeași dimensiune și orientare. Detaliile fine, cum ar fi grosimea inelului, variază încă între metode.

Cum fotografiezi o gaură neagră?

Fotografiezi gazul fierbinte din jurul ei. Lumina acestui gaz se curbează în jurul găurii negre și formează un inel luminos în jurul unei umbre întunecate. Pentru a vedea o umbră atât de mică, Event Horizon Telescope combină antene radio de pe întreaga planetă, astfel încât acestea funcționează ca un singur telescop la fel de larg ca Pământul.

Cât de mare este gaura neagră M87*?

Noua analiză îi situează masa la aproximativ 6,5 miliarde de ori masa Soarelui, de peste o mie de ori mai grea decât gaura neagră din centrul galaxiei noastre. Inelul său se întinde pe aproximativ 42 de microsecunde de arc pe cer, mult prea mic pentru a fi rezolvat de orice telescop individual.

Ce urmează

Datele acoperă patru nopți în aprilie 2017, două în aprilie 2018, când Telescopul Groenlandei s-a alăturat rețelei, și două în aprilie 2021. Imaginea originală M87* a fost dezvăluită pe 10 aprilie 2019, iar contestarea echipei lui Miyoshi a apărut în 2022 și 2024. Cercetătorii CSIRO spun că modelul lor înghețat a rulat pentru prima dată pe datele M87* pe 4 decembrie 2025, iar lucrarea a apărut online pe 11 noiembrie 2026, cu reconstituirile și codul făcute publice.

Autorii se așteaptă ca observațiile planificate cu instrumentul NIRSpec al Telescopului Spațial James Webb să cartografieze mișcările gazelor și stelelor din miezul lui M87 și să strângă masa. Thyagarajan spune că tehnica tripletă ar putea ajuta și domenii care îmbină mai mulți senzori într-o singură hartă, de la imagistica medicală la urmărirea cutremurelor. O recompensă mai mare se află mai departe: telescoapele din spațiu ar putea rezolva subțirele inel fotonic din interiorul umbrei și, odată cu el, să măsoare în sfârșit cât de repede se rotește M87*.

Referință: Lai et al., „Independent interferometric observable confirms black hole shadow in M87*,” Nature, 2026. DOI: 10.1038/s41586-026-11241-9

Etichete: știri, inteligența artificială, astronomie, găuri negre, CSIRO, Event Horizon Telescope

Conținut similar

JWST dezvăluie că inelul interior al lui Chariklo se îngroașă, iar cel exterior dispare

Webb a măsurat o gaură neagră de 13 miliarde de ani — s-a format înainte de propria galaxie

Cele mai grele găuri negre se nasc din fuziunea altor găuri negre

Galaxia Infinitului: O coliziune cosmică ce deschide o nouă perspectivă asupra originii găurilor negre

Vânturile găurii negre din quasarul H1821+643 sunt de 100 de ori mai puternice decât predicțiile

Hard disk-urile fantomă ale cosmosului: De ce găurile negre gigantice sunt făcute din aer