L’intelligenza artificiale PRIMO ha migliorato l’immagine del famoso buco nero M87 utilizzando gli stessi dati raccolti da EHT nel 2017.

In uno studio recentemente pubblicato su The Astrophysical Journal Letters, un gruppo di ricerca ha diffuso l’immagine del buco nero M87 con una risoluzione senza precedenti, la massima possibile coi dati raccolti dalla collaborazione Event Horizon Telescope (EHT) nel 2017. Questi sono gli stessi dai quali la prima immagine di un buco nero venne estrapolata.

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Come è stata migliorata la risoluzione

A sinistra, l’immagine del buco nero supermassiccio M87 originariamente pubblicata dalla collaborazione EHT nel 2019; a destra, la nuova immagine generata dall’algoritmo PRIMO utilizzando gli stessi dati. Crediti: EHT.

M87 è il buco nero centrale di Messier 87, una gigantesca galassia ellittica situata a cinquantacinque milioni di anni luce dalla Terra. Nel 2017, la collaborazione EHT ha utilizzato una rete di sette radiotelescopi distribuiti in tutto il mondo per raccogliere i dati su M87, creando una sorta di ‘telescopio grande quanto la Terra’. Tuttavia, poiché non è fattibile ricoprire l’intera superficie terrestre con dei telescopi, ovviamente i dati presentano varie lacune.

Qui entra in gioco una nuova tecnica di apprendimento automatico chiamata Principal-component Interferometric Modeling (PRIMO) e sviluppata dai membri dell’EHT Lia Medeiros, Dimitrios Psaltis, Tod Lauer e Feryal Özel. PRIMO si basa sul cosiddetto apprendimento a dizionario, un metodo che consente ai computer di generare regole per il riconoscimento di pattern basandosi su grandi insiemi di dati.

Così sono stati analizzati oltre trenta mila immagini simulate di buchi neri compresi di disco di accrescimento, quest’ultimo costituito principalmente da gas e polvere che vi orbita attorno. In particolare, le varie simulazioni hanno coperto un’ampia gamma di modelli, dei quali sono stati selezionati quelli in cui la struttura somigliava ai dati reali. I vari modelli sono stati poi ordinati in base alla frequenza con cui si riscontravano nelle simulazioni stesse e, in fine, combinati per fornire una rappresentazione il più possibile accurata e precisa delle osservazioni (ovviando alle suddette lacune).

Grazie alla nuova rappresentazione di M87 si potrebbe migliorare la stima di vari parametri, come la sua massa. PRIMO potrà essere applicato a ulteriori osservazioni di EHT, come quelle di Sgr A*, ovvero il buco nero al centro della nostra galassia, la Via Lattea.

Fonti: ApJ, IAS.

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