(سي إن إن) تبدو الصورة الأولى الملتقطة للثقب الأسود أكثر وضوحًا الآن.
نُشر في الأصل عام 2019غير مسبوق صورة تاريخية للثقب الأسود الهائل في مركز مجرة Messier 87 تلتقط كائنًا سماويًا غير مرئي بشكل أساسي استخدام التصوير الحي.
قدمت الصورة أول دليل مرئي مباشر على وجود ثقوب سوداء ، حيث أظهرت منطقة مركزية مظلمة محاطة بحلقة من الضوء تبدو أكثر إشراقًا من جانب واحد. أطلق علماء الفلك على الجسم اسم “كعكة دائرية برتقالية غامضة”.
وقال الباحثون إن العلماء استخدموا الآن التعلم الآلي لتقديم الصورة على أنها كعكة “نحيفة” مع تحديث أكثر إتقانًا. في الصورة الجديدة ، المنطقة المركزية مظلمة وضخمة ، محاطة بحلقة لامعة ، حيث يسقط الغاز الساخن في الثقب الأسود.
في عام 2017 ، شرع علماء الفلك في مراقبة القلب غير المرئي للمجرة الضخمة ميسييه 87 ، أو M87 ، بالقرب من كوكبة العذراء ، على بعد 55 مليون سنة ضوئية من الأرض.
يعد Event Horizon Telescope Collaboration ، المعروف باسم EHT ، شبكة عالمية من التلسكوبات التي التقطت أول صورة لثقب أسود. عمل أكثر من 200 باحث في المشروع لأكثر من عقد. تم تسمية المخطط على اسم أفق الحدث ، وهو حد مقترح حول الثقب الأسود حيث لا يمكن للضوء أو الإشعاع الهروب.
لالتقاط صورة الثقب الأسود ، جمع العلماء قوة سبعة تلسكوبات راديوية حول العالم باستخدام قياس التداخل طويل المدى للغاية ، المرصد الأوروبي الجنوبي ، وهو جزء من EHT. هذا التسلسل إنشاء تلسكوب افتراضي بشكل فعال حول حجم الأرض.
تم تحقيق “الدقة القصوى”
تم دمج بيانات الرصد الأصلية من عام 2017 مع تقنية التعلم الآلي لالتقاط الدقة الكاملة لما شاهدته التلسكوبات لأول مرة. تم إصدار صورة جديدة ومفصلة مع دراسة يوم الخميس رسائل مجلة الفيزياء الفلكية.
قالت مؤلفة الدراسة الرئيسية ليا ميديروس: “من خلال تقنية التعلم الآلي الجديدة PRIMO ، تمكنا من تحقيق أعلى دقة للتسلسل الحالي”. برينستون ، نيو جيرسي ، في بيان.
“نظرًا لأننا لا نستطيع دراسة الثقوب السوداء عن قرب ، فإن تفاصيل الصورة تلعب دورًا مهمًا في قدرتنا على فهم سلوكها. أصبح عرض الحلقة في الصورة الآن أصغر بمرتين. وهو قيد قوي لنماذجنا النظرية وتجارب الجاذبية “.
طور Medeiros وأعضاء آخرون في EHT نمذجة قياس التداخل المكونة الرئيسية ، أو PRIMO. تعتمد الخوارزميات على تعلم القاموس ، حيث تنشئ أجهزة الكمبيوتر قواعد تستند إلى مجموعات كبيرة من الكائنات. إذا تم إعطاء الكمبيوتر سلسلة من صور موز مختلفة ، جنبًا إلى جنب مع بعض التدريب ، فيمكنه اكتشاف ما إذا كانت الصورة غير المعروفة تحتوي على موزة أم لا.
قامت أجهزة الكمبيوتر التي تستخدم PRIMO بتحليل أكثر من 30000 صورة محاكاة عالية الدقة للثقوب السوداء لانتقاء التفاصيل الهيكلية المشتركة. سمح هذا للتعلم الآلي بملء فجوات الصورة الأصلية.
قال عالم الفلك تود لوير من مختبر أبحاث علم الفلك البصري والأشعة تحت الحمراء الوطني التابع لمؤسسة العلوم الوطنية: “PRIMO هو نهج جديد للمهمة الصعبة المتمثلة في إنشاء صور من أرصاد EHT”. NOIRLab. “يوفر هذا طريقة للتعويض عن المعلومات المفقودة حول الكائن المرصود ، وهو أمر مطلوب لإنتاج صورة يمكن رؤيتها باستخدام تلسكوب لاسلكي ضخم بحجم الأرض.”
تطوير البحث في الثقوب السوداء
تتكون الثقوب السوداء من كمية كبيرة من المادة محشورة في منطقة صغيرة ناسا، يخلق مجال جاذبية هائل يجذب كل شيء حوله ، بما في ذلك الضوء. هذه الأحداث السماوية القوية لها وسيلة لتسخين المادة من حولها وتغيير الزمكان.
تتراكم المادة حول الثقوب السوداء ، فتسخنها إلى بلايين الدرجات وتصل إلى سرعة الضوء تقريبًا. ينحني الضوء حول جاذبية الثقب الأسود ، مكونًا حلقة الفوتون التي تظهر في الصورة. يتم تمثيل ظل الثقب الأسود بالمنطقة الوسطى المظلمة.
التأكيد البصري للثقوب السوداء هو أيضًا بمثابة تأكيد نظرية النسبية العامة لألبرت أينشتاين. من الناحية النظرية ، تنبأ أينشتاين بأن المناطق الأكثر كثافة وانضغاطًا في الفضاء سيكون لها قوة جاذبية شديدة بحيث لا يمكن لأي شيء الهروب منها. ولكن إذا كانت مادة ساخنة على شكل بلازما تحيط بالثقب الأسود وتصدر ضوءًا ، فإن أفق الحدث يكون مرئيًا.
ستساعد الصورة الجديدة العلماء على قياس كتلة الثقب الأسود بدقة أكبر. يمكن للباحثين استخدام PRIMO لملاحظات EHT الأخرى الثقب الأسود في مركز مجرتنا درب التبانة.
قال ميديروس: “فيلم 2019 هو مجرد البداية”. “إذا كانت الصورة تساوي ألف كلمة ، فإن البيانات الكامنة وراء تلك الصورة بها العديد من القصص لترويها. وستظل PRIMO أداة مهمة في استخلاص الأفكار.”
