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M87* | 1ª foto de buraco negro fica mais nítida graças a brasileira

Por| Editado por Patricia Gnipper | 13 de Abril de 2023 às 15h21

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L. Medeiros/D. Psaltis/T. Lauer/F. Ozel
L. Medeiros/D. Psaltis/T. Lauer/F. Ozel

A primeira imagem real de um buraco negro acaba de ganhar uma versão aprimorada. Uma equipe de pesquisadores liderados pela brasileira Lia Medeiros utilizou uma nova técnica de aprendizado de máquina para dar mais nitidez ao dados originais, auxiliando cientistas de todo o mundo no estudo do buraco negro supermassivo M87*, que fica no centro da galáxia Messier 87. O artigo descrevendo os resultados foi publicado no Astrophysical Journal Letters.

Quando a 1ª foto de um buraco negro foi revelada ao público em 2019, alguns se decepcionaram pelo aspecto “borrado” dos anéis do disco de acreção ao redor do objeto. Esperava-se algo mais parecido com o buraco negro Gargantua, de Interestelar, e menos como uma mancha alaranjada.

Contudo, a imagem era espetacular e muito importante — e ficou ainda mais especial com a nova versão criada por um algoritmo de aprendizado de máquina chamado PRIMO (Principal-component Interferometric Modeling). Trata-se de uma IA desenvolvida pelos próprios membros do Event Horizon Telescope (EHT), a colaboração internacional que obteve a foto do M87* e anos depois tirou uma foto do Sagitário A* — o buraco negro supermassivo que fica no centro da Via Láctea.

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A equipe desenvolvedora do PRIMO criou a nova versão da imagem com alta fidelidade e resolução, sem deixar de lado a precisão dos dados obtidos pelos vários observatórios usados para fotografar o M87*. O EHT é uma rede de sete radiotelescópios situados em diferentes locais ao redor do mundo, que formam um telescópio virtual do tamanho da Terra.

Mesmo com a potência e resolução do EHT, capaz de observar a “sombra” do horizonte de eventos do buraco negro, seria necessário um telescópio fisicamente do tamanho da Terra para trazer mais dados do objeto e, portanto, gerar uma imagem mais nítido. Mas o PRIMO resolveu essa limitação e forneceu detalhes mais refinados, com toda a extensão da região central escura e o anel externo bem mais estreito.

Os computadores analisaram mais de 30 mil imagens simuladas de alta fidelidade com detalhes do gás ionizado do disco de acreção em um buraco negro para procurar os padrões que sempre aparecem nas imagens. No vídeo abaixo, você confere algumas das simulações usadas para alimentar o algoritmo:

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Com isso, a IA conseguiu formar uma representação precisa das observações do EHT, com detalhes que estavam ausentes da foto original. Embora a nova imagem não seja uma foto real, a técnica garante que o resultado apresente uma estimativa de alta fidelidade da estrutura, já que as imagens que usadas para ensinar o PRIMO foram de simulações matematicamente precisas.

Será que o próximo passo será usar o PRIMO para melhorar também a foto do buraco negro supermassivo da Via Láctea, obtida pelo EHT em 2022? Aguardemos!

Fonte: Astrophysical Journal Letters, NOIRLab, IAS