Imagini incredibile cu jetul eliberat de o gaură neagră supermasivă

Adaugă-ne ca sursă preferată

Urmărește-ne in Discover

Au fost necesari aproape 30 de ani de date și un nou model de învățare automată, dar astronomii au obținut acum cel mai detaliat videoclip cu jetul unei găuri negre supermasive.

Galaxia 3C 345 este un blazar, un tip extrem de activ de galaxie al cărui nucleu eliberează un jet puternic de materie, inclusiv gaz și plasmă, cu viteze apropiate de cea a luminii. Sursa acestui jet este o gaură neagră supermasivă, posibil orbitată de o a doua gaură neagră, ceea ce ar putea explica variațiile jetului care i-au fascinat pe astronomi timp de decenii. Acum, însă, cercetătorii au reușit să-l vadă în mișcare.

Pentru a realiza acest videoclip de înaltă rezoluție cu jetul unei găuri negre, echipa a folosit 116 imagini realizate între 1995 și 2022. Acestea au fost combinate cu ajutorul lui Kine, un algoritm de învățare automată bazat pe rețele neuronale, capabil să îmbunătățească claritatea imaginilor cosmice.

Mai mulți membri ai echipei au lucrat și la Event Horizon Telescope și au folosit o tehnologie similară pentru prima imagine obținută vreodată a unei găuri negre supermasive. Rezoluția ridicată le-a permis cercetătorilor să studieze viteza plasmei cu o precizie fără precedent.

Un jet ce pare că depășește viteza luminii

Un aspect aparent imposibil al acestui jet este faptul că materia ejectată pare să se deplaseze mai repede decât lumina. Acest lucru este imposibil, conform cunoștințelor actuale. Explicația este însă una geometrică. Tot ceea ce observăm în spațiu este proiectat pe bolta cerească bidimensională, deși obiectele se deplasează în trei dimensiuni. Din cauza unghiului sub care sunt observate, unele jeturi care se deplasează foarte aproape de viteza luminii pot părea că se mișcă de câteva ori mai repede decât aceasta.

Cercetătorii au măsurat că cea mai mare parte a gazului se deplasează cu o viteză aparentă de 9 până la de 12 ori mai mare decât viteza luminii, în timp ce regiunile cele mai strălucitoare ating valori aparent cuprinse între de 10 și de 13 ori viteza luminii.

Un videoclip cu jetul unei găuri negre a avut nevoie de 30 de ani de date pentru a fi produs. De ce a durat atât?

Acest videoclip cu jetul unei găuri negre este surprinzător deoarece se presupunea că regiunile luminoase sunt fronturi de șoc și, prin urmare, ar trebui să se deplaseze mult mai rapid decât materia din jur. Observațiile nu susțin însă această interpretare.

„Nu am găsit dovezi că regiunile luminoase aflate în mișcare sunt puternic afectate de șocuri, așa cum s-a propus anterior, deoarece vitezele componentelor sunt de același ordin cu viteza medie a fluxului din aceleași regiuni. Interpretarea prin existența fronturilor de șoc este, de asemenea, mai puțin probabilă din cauza absenței unei corelații între caracteristicile luminoase și valorile maxime ale polarizării fracționale”, au scris autorii în studiu, citați de IFL Science.

Teoria fronturilor de șoc nu este infirmată de această observație, însă rezultatele ridică noi întrebări despre procesele care au loc în aceste misterioase jeturi relativiste.

Elementul esențial al descoperirii este reconstrucția mișcării jetului cu ajutorul rețelei neuronale. În loc să analizeze imaginile una câte una, cercetătorii au putut urmări modul în care plasma se deplasează în întregul jet. Metoda oferă o rezoluție de aproximativ patru ori mai mare decât abordările standard și un contrast de până la 140 de ori mai bun.

Este posibil ca același algoritm de învățare automată să fie folosit atunci când astronomii vor obține, în sfârșit, primul videoclip al orizontului de evenimente al unei găuri negre.

Studiul a fost publicat în revista Nature.

Vă recomandăm să citiți și:

Ce „mănâncă” stelele? Astronomii au descoperit că uneori chiar planete întregi!

Astronomii au detectat trei dereglări bruște la o stea adormită de peste un deceniu

Ce au descoperit fizicienii după ce au analizat semnalele misterioase din jurul Pământului?

Cercetătorii au observat pentru prima dată gravitația lui Albert Einstein în lumea cuantică