Znanstvenici s Instituta Caltech, koristeći tehnike umjetne inteligencije, pružili su prvi trodimenzionalni prikaz erupcija plina oko crne rupe. Ova pionirska studija otkriva uvjete u neposrednoj blizini crne rupe, prostoru gdje su temperature iznimno visoke, a magnetizirani plin se vrti nevjerojatnim brzinama. Astronomska promatranja pokazala su da ovaj turbulentni disk redovito proizvodi bljeskove koji dramatično povećavaju svjetlost prije nego što nestanu. Zahvaljujući naprednoj tehnici računalnog vida temeljenoj na umjetnoj inteligenciji, ovi dosad misteriozni bljeskovi prvi su put vizualizirani u 3D formatu.
Ovaj neobičan fenomen proučavan je u kontekstu supermasivne crne rupe Sagittarius A*, smještene u centru naše galaksije, Mliječne staze. Analiza se temelji na podacima prikupljenima pomoću ALMA teleskopa u Čileu, odmah nakon što su X-zraci zabilježili erupciju 11. travnja 2017. godine. Rekonstrukcija pokazuje dva svijetla i kompaktna elementa, koja su od centra crne rupe udaljena otprilike 75 milijuna kilometara — polovicu udaljenosti između Zemlje i Sunca. “Ovo je prva trodimenzionalna rekonstrukcija plina koji kruži vrlo blizu crne rupe,” izjavila je Katie Bouman, docentica na Caltechu, čiji je tim proveo istraživanje koje je objavljeno u časopisu Nature Astronomy. Aviad Levis, njezin kolega, dodao je da nije riječ o simulaciji niti direktnom snimanju, već o modelu koji se oslanja na teoretske principe fizike crnih rupa.
Razvoj novih metoda za 3D vizualizaciju
Za rekonstrukciju ove kompleksne 3D scene, znanstvenici su razvili nove alate za računalno modeliranje koji su mogli obraditi čak i savijanje svjetlosti uzrokovano gravitacijskim poljem crne rupe. Integrirajući ovu tehnologiju s metodom poznatom NeRF (skraćeno od Neural Radiance Fields, polja neuralnog zračenja) koja omogućuje kreiranje trodimenzionalnih prikaza iz dvodimenzionalnih slika, tim je dobio pristup različitim perspektivama koje su inače nedostupne. Ova tehnika, prvi put korištena u astronomiji, pokazala je kako se plin ponaša u predvidljivim uzorcima dok kruži oko crne rupe, omogućujući znanstvenicima da iz jednog kuta gledanja rekonstruiraju kompletnu trodimenzionalnu strukturu.
ALMA teleskop nije samo zabilježio svjetlosne krivulje; snimio je niz podataka koji prikazuju različita polarizacijska stanja svjetla. “To polarizirano svjetlo je izuzetno informativno,” objasnila je Bouman. Ova mjerenja omogućila su timu da precizno odredi lokaciju i strukturu izvora svjetlosti u trodimenzionalnom prostoru.
Koristeći tehniku poznatu kao orbitalna polarimetrijska tomografija, tim je uspio modelirati i pratiti kretanje svjetlosnih točaka kroz vrijeme, nudeći novi uvid u dinamiku okoline crne rupe. Ovo istraživanje ne samo da nudi novi pogled na crne rupe, već i otvara mogućnosti za daljnja istraživanja u astrofizici koristeći slične metode. “Ovo je zaista fascinantna primjena tehnologija umjetne inteligencije i fizike,” komentirao je Levis. “Očekujemo da će astronomi moći koristiti ove metode na drugim bogatim serijama podataka kako bi istražili složene dinamike drugih astronomskih događaja i došli do novih znanstvenih otkrića.”
Buduće optimizacije
Ovaj rad je primjer izuzetnog interdisciplinarnog pristupa koji kombinira stručnost iz područja računalnih znanosti i astrofizike, stvarajući inovativna rješenja koja proširuju granice našeg razumijevanja svemira. Razvoj i primjena novih tehnoloških alata omogućila je timu da otkrije dinamiku crnih rupa na način koji prije nije bio moguć, ističući važnost tehnološkog napretka u znanosti.
Znanstvenici ističu da ova tehnologija još uvijek ima mnogo prostora za napredak i optimizaciju, ali već sada pruža fascinantne uvide koji bi mogli biti ključni za buduće misije i istraživanja. Ovim otkrićem, Caltech nastavlja svoju tradiciju pionirskih istraživanja u području astrofizike, potvrđujući svoju ulogu kao jednog od vodećih istraživačkih centara u svijetu. Ovaj inovativni pristup omogućuje nam bolje razumijevanje prirode u najekstremnijim uvjetima, a znanstvena zajednica s nestrpljenjem očekuje daljnje razvoje koji bi mogli proizaći iz ovih novih metoda vizualizacije i analize. Otkrivanje tajni crnih rupa i svemirskih fenomena nastavlja inspirirati generacije istraživača, pružajući dublji uvid u temeljne sile koje oblikuju naš svemir.
Pozdrav svima! Hvala što čitate Kozmos.hr! Ja sam Ivan i dugi niz godina pišem o svermiu, astronomiji, znanosti, povijesti i arheologiji, a imao sam priliku sudjelovati i u dokumentarcima Science Discovery-ja te History Channel-a.
