Een Amerikaans onderzoeksteam, onder leiding van Lia Medeiros (Institute for Advanced Study), heeft een nieuwe techniek voor ‘machinaal leren’ ontwikkeld om de scherpte van opnamen die met behulp radio-interferometrie zijn gemaakt te verbeteren.
Bij wijze van proef hebben ze hun nieuwe aanpak, die PRIMO wordt genoemd, gebruikt om een nieuwe versie te maken van de befaamde afbeelding van het superzware zwarte gat in het centrum van het 55 miljoen lichtjaar verre sterrenstelsel M87, die in 2019 aan de wereld werd getoond (The Astrophysical Journal Letters).
De wetenschappers hebben gebruik gemaakt van de oorspronkelijke data die in 2017 met de internationale Event Horizon Telescope (EHT) – een wereldwijd netwerk van radiotelescopen – zijn verkregen.
Tezamen vormden de zeven radiotelescopen een virtuele radiotelescoop ter grootte van de aarde.
Maar hoe indrukwekkend het resultaat ook was, de eerste opname van een zwart gat kon niet verhullen dat er grote gaten zaten in de EHT-data.
Met behulp van hun nieuwe machinaal-lerentechniek hebben de wetenschappers deze gaten gedicht.
Het aldus ‘opgepoetste’ resultaat geeft een beter beeld van de omvang van het donkere centrale gebied van het object – de zogeheten ‘schaduw’ – en de verrassend smalle ring van licht daaromheen.
PRIMO maakt gebruik van een techniek waarbij computers bepaalde regels leren door ze duizenden voorbeelden voor te leggen.
Dezelfde techniek wordt op allerlei terreinen toegepast, van het restaureren van korrelige foto’s tot het voltooien van onvoltooide muziekcomposities.
In dit specifieke geval bestonden de voorbeelden uit talrijke ‘natuurgetrouwe’ computersimulaties van gas dat zich rond een zwart gat verzamelt, om naar overeenkomende patronen te zoeken.
De resultaten zijn vervolgens samengevoegd tot een zeer nauwkeurige weergave van de EHT-waarnemingen, waarbij tegelijkertijd een zeer getrouwe schatting is gemaakt van de structuur die in de oorspronkelijke afbeelding ontbrak.
Het team heeft aangetoond dat de nieuwe afbeelding in overeenstemming is met de EHT-gegevens en met de theoretische verwachtingen, inclusief de heldere ring die naar verwachting wordt veroorzaakt door heet gas dat in het zwarte gat valt. (EE)
(Image Credit: (L. Medeiros (Institute for Advanced Study), D. Psaltis (Georgia Tech), T. Lauer (NSF’s NOIRLab) & F. Ozel (Georgia Tech)
