Vier jaar geleden brachten astronomen het allereerste beeld van een zwart gat vrij: een roodachtige, gezwollen cirkel van licht rond een leeg, donker gat in het centrum van het gigantische sterrenstelsel M87, op 55 miljoen lichtjaar afstand in het sterrenbeeld Maagd.
Het beeld toonde wat astronomen en de rest van de mensen zich alleen maar hadden kunnen voorstellen: een hemelse entiteit die zo massief was dat de zwaartekracht de ruimte-tijd vervormde en materie, energie en zelfs licht in een bodemloze draaikolk trok. Het beeld werd op 10 april 2019 vrijgegeven door een astronoom genaamd de Event Horizon Telescope, genoemd naar de grens van geen terugkeer rond het zwarte gat.
Nu heeft een subgroep van dat team, geleid door Leah Medeiros van het Institute for Advanced Study in Princeton, NJ, kunstmatige intelligentie gebruikt om de originele gegevens opnieuw te verwerken en te produceren. Een sterk verbeterde versie van de afbeelding.
Ze zeggen dat het nieuwe beeld de beperkingen zal verscherpen op hoe goed het zwarte gat in M87 past bij de algemene relativiteitstheorie van Einstein, die als eerste het bestaan van zwarte gaten voorspelde. Dr. Medeiros en collega’s publiceerden de nieuwe afbeelding donderdag in Astrophysical Journal Letters.
Wellicht komt het beeld samen met zijn voorganger uit 2019 in de fotocollectie van het Museum of Modern Art in New York. Beide afbeeldingen zijn gebaseerd op waarnemingen die in april 2017 zijn gedaan. Het Event Horizon-team heeft in feite een telescoop ter grootte van de aarde gemaakt door gegevens van vijf radiotelescopen zo ver weg als Antarctica, Frankrijk, Chili en Hawaï te combineren, met behulp van een techniek die Very Long Baseline Interferometry wordt genoemd.
De resulterende tool was krachtig genoeg om details zo klein als een sinaasappel op het maanoppervlak of een kosmische twinkeling uit het niets – met een massa van 6,5 miljard zonnen – op 55 miljoen lichtjaar afstand op te lossen. Maar mazen in het netwerk hebben voor onzekerheid gezorgd. “We gebruikten machine learning om de hiaten op te vullen”, zei Dr. Medeiros in een interview.
Haar team trainde het neurale netwerk om het zwarte gat te herkennen door een AI-simulatie van allerlei soorten zwarte gaten te voeden die consistent is met de vergelijkingen van Einstein.
In de verbeterde versie, zei dr. Medeiros, is de dode cake – zichtbare straling van materie die in de krater valt – dunner dan het origineel. En de lege plek in het midden van het deeg ziet er zwarter en groter uit, wat het idee versterkt dat er echt een zwart gat is.
Het team analyseert het nieuwe beeld al om een betere schatting te krijgen van de massa van het zwarte gat van M87, maar ze zijn nog niet klaar om het te bespreken.
Ondertussen gaat het werk gewoon door, met een nog groter Event Horizon netwerk. (Er zijn drie nieuwe telescopen toegevoegd.) Elke april, wanneer M87 en het centrum van onze melkweg (de thuisbasis van een nog kleiner zwart gat) worden bekeken, vernieuwt het oog ter grootte van de aarde zijn blik in de duisternis.
“Mensen bij de telescopen,” zei Dr. Medeiros.
“Reisliefhebber. Onruststoker. Popcultuurfanaat. Kan niet typen met bokshandschoenen aan.”