Elképesztő tempóban forog a szupermasszív fekete lyuk a Tejútrendszer közepén

Egy nemzetközi kutatócsoport Michael Janssen csillagász vezetésével forradalmi módszerrel vizsgálta a szupermasszív fekete lyukakat, köztük a Tejútrendszer közepén található Sagittarius A*-t.

A kutatók egy mesterséges intelligencia alapú neurális hálózatot tanítottak be több millió szintetikus fekete lyuk adatállományának feldolgozására, amelyet az Eseményhorizont Távcső (Event Horizon Telelscope, EHT) valós megfigyelési adataival kombináltak. Ennek eredményeként olyan részletekre derült fény, amelyek korábban rejtve maradtak az első, 2019-ben és 2022-ben közzétett képek mögött, írja a Phys.org.

Az EHT 2019-ben készítette el az első képet egy szupermasszív fekete lyukról az M87 galaxis központjában, majd 2022-ben a mi galaxisunk központi objektumáról, Sagittarius A*-ról. Ezek az ikonikus képek azonban csak a jéghegy csúcsát jelentették, hiszen a mögöttük lévő adatokat nehéz volt teljes mértékben értelmezni.

Illusztráció. Kiemelt kép: depositphotos.com

A mostani kutatás során a csillagászok egy úgynevezett Bayes-hálót alkalmaztak, amely képes kezelni a bizonytalanságokat, és így sokkal pontosabb összehasonlítást tett lehetővé a megfigyelések és a szimulációs modellek között. A tanulmányok egyik legérdekesebb eredménye, hogy a Tejútrendszer központi fekete lyuka szinte a maximális sebességgel forog, a forgástengelye pedig éppen Föld irányába mutat.

A körülötte lévő anyagból származó sugárzás elsősorban a rendkívül forró elektronokból ered az akkréciós korongban, nem pedig az úgynevezett jetből, amelyet korábban feltételeztek. Emellett a mágneses tér viselkedése az akkréciós korongban eltér a hagyományos elméletek által jósolttól, ami új kihívásokat jelent a fekete lyukak fizikájának megértésében.

Michael Janssen kiemelte, hogy bár az eredmények ellentmondanak a jelenlegi elméleteknek, a mesterséges intelligencia és a gépi tanulás alkalmazása csak az első lépés. A jövőben tovább fejlesztik a modelleket és szimulációkat, és az épülő Afrikai Milliméteres Távcső bekapcsolódásával még pontosabb adatokat várnak, amelyek segítenek a relativitáselmélet szupermasszív fekete lyukakra vonatkozó tesztelésében.

A kutatás technikai hátterét egy összetett számítási ökoszisztéma biztosította, amely magában foglalta a CyVerse adattároló rendszert, az OSG OS Pool nagy teljesítményű számítástechnikáját, a Pegasus munkafolyamat-kezelőt, valamint a Max Planck Computing and Data Facility neurális hálózat képzési kapacitását. Ezek a rendszerek és szoftvereszközök, mint a TensorFlow, Horovod és CASA, tették lehetővé a több millió szintetikus adat feldolgozását és a hatalmas számítási igények kielégítését.

Nemcsak Sagittarius A*-ról születtek új megállapítások: a kutatók az M87 galaxis központi fekete lyukát, M87*-t is vizsgálták. Megállapították, hogy ez a fekete lyuk is gyorsan forog, bár nem annyira, mint Sagittarius A*, és érdekesség, hogy az infalláló gázhoz képest ellentétes irányban forog. Ez a jelenség egy korábbi galaxis összeolvadás eredménye lehet, amely újabb bizonyíték a galaxisok dinamikus fejlődésére.

Ez a kutatás új távlatokat nyit a fekete lyukak vizsgálatában, és a mesterséges intelligencia alkalmazása révén mélyebb betekintést enged az univerzum egyik legrejtélyesebb jelenségébe. A jövőbeni fejlesztések és új teleszkópok adatainak bevonása tovább finomíthatja ismereteinket a kozmikus szörnyetegekről és a fizika alapvető törvényeiről.

Érdemes elolvasni:

• Minden korábbinál mélyebbre látunk az univerzumba: itt a valaha készült legnagyobb galaxis-térkép
• Olyan exobolygót találtak a csillagászok, amely „ki-be járkál” a lakhatósági zónájából
• Ezért vallana kudarcot a fénysebességgel való űrutazás