В 2019 году телескоп Event Horizon Telescope (EHT, "Телескоп горизонта событий") впервые показал миру изображение тени черной дыры - объекта, чья гравитация настолько сильна, что не выпускает даже свет. Это фото стало одним из самых узнаваемых научных снимков современности. Теперь группа из четырех исследователей австралийского научного агентства CSIRO разработала новый способ обработки данных, который независимо подтвердил ту самую картину. Работа опубликована в журнале Nature.

Астроном CSIRO и ведущий автор работы Сэмюэл Лай сравнил сложность задачи с попыткой сфотографировать пончик, лежащий на Луне, стоя у себя во дворе. Действительно, чтобы разглядеть столь далекий объект, нужен телескоп размером с планету. Построить такой невозможно, поэтому EHT объединяет множество наземных антенн по всему миру: вместе они работают как единый гигантский инструмент. Этот метод называется радиоинтерферометрией со сверхдлинными базами - по сути, одновременное наблюдение одного объекта множеством разнесенных телескопов.

Однако при таком подходе изображение приходится восстанавливать математически, и ошибки калибровки или субъективные решения при обработке могут исказить результат. Чтобы уменьшить этот риск, команда CSIRO применила алгоритмы машинного обучения и искусственного интеллекта. Важная деталь: модель не знала, как выглядит черная дыра, когда ее применили к данным M87. Тем не менее восстановленное изображение оказалось почти идентичным историческому снимку по размеру и форме.

"Это первая по-настоящему независимая проверка изображения EHT", - отметил Лай. По его словам, новый подход использует не пары, а тройки телескопов, что позволяет устранить ошибки и предвзятость. В результате исследователи укрепились в мысли, что кольцо вокруг центральной черной дыры в M87 - реальная астрофизическая структура, а не артефакт обработки.

Директор коллаборации EHT Лоран Луанар назвал работу важной для научного процесса: независимый метод GenDIReCT восстановил кольцевую структуру M87* за несколько лет наблюдений, что хорошо согласуется с опубликованными результатами. По его мнению, такие исследования повышают доверие к знаниям о черных дырах.

Авторы также предполагают, что разработанный метод может пригодиться за пределами астрономии - например, в медицинской визуализации или при картировании землетрясений. Однако это лишь потенциальные направления, а не доказанные применения.

Источник: Phys.org