Dieses berühmte Schwarze Loch wird immer dunkler

Vor vier Jahren veröffentlichten Astronomen das allererste Bild eines Schwarzen Lochs: ein rötlicher, aufgeblähter Lichtkreis, der ein leeres, dunkles Loch im Zentrum der Riesengalaxie M87 umgibt, die sich 55 Millionen Lichtjahre entfernt im Sternbild Jungfrau befindet.

Das Bild zeigte, was sich Astronomen und der Rest der Menschheit nur vorstellen konnten: ein Himmelswesen, das so massiv war, dass seine Schwerkraft die Raumzeit verzerrte und Materie, Energie und sogar Licht in einen bodenlosen Wirbel zog. Das Bild wurde am 10. April 2019 von einem Astronomen namens Event Horizon Telescope veröffentlicht, benannt nach der Grenze ohne Wiederkehr um das Schwarze Loch.

Jetzt hat eine Untergruppe dieses Teams unter der Leitung von Leah Medeiros vom Institute for Advanced Study in Princeton, NJ, künstliche Intelligenz verwendet, um die Originaldaten erneut zu verarbeiten und zu produzieren. Eine stark verbesserte Version des Bildes.

Sie sagen, dass das neue Bild die Einschränkungen verschärfen wird, wie gut das Schwarze Loch in M87 zu Einsteins allgemeiner Relativitätstheorie passt, die zuerst die Existenz von Schwarzen Löchern vorhersagte. Dr. Medeiros und Kollegen veröffentlichten das neue Bild am Donnerstag in Astrophysical Journal Letters.

Vielleicht gesellt sich das Bild zu seinem Vorgänger von 2019 in die Fotosammlung des Museum of Modern Art in New York. Beide Bilder basieren auf Beobachtungen, die im April 2017 gemacht wurden. Das Team von Event Horizon hat effektiv ein erdgroßes Teleskop geschaffen, indem es Daten von fünf Radioteleskopen aus der Antarktis, Frankreich, Chile und Hawaii mit einer Technik namens Very Long Baseline Interferometry kombiniert hat.

Das resultierende Werkzeug war leistungsfähig genug, um Details aufzulösen, die so klein sind wie eine Orange auf der Mondoberfläche oder ein kosmisches Funkeln aus dem Nichts – mit einer Masse von 6,5 Milliarden Sonnen – 55 Millionen Lichtjahre entfernt. Aber Schlupflöcher im Netz haben Unsicherheit geschaffen. „Wir haben maschinelles Lernen eingesetzt, um die Lücken zu schließen“, sagte Dr. Medeiros in einem Interview.

Ihr Team trainierte das neuronale Netzwerk darauf, das Schwarze Loch zu erkennen, indem es eine KI-Simulation aller Arten von Schwarzen Löchern fütterte, die mit Einsteins Gleichungen übereinstimmten.

In der verbesserten Version, sagte Dr. Medeiros, ist der Todeskuchen – sichtbare Strahlung von Materie, die in den Krater fällt – dünner als das Original. Und die leere Stelle in der Mitte des Teigs sieht schwärzer und größer aus, was die Vorstellung verstärkt, dass es dort wirklich ein schwarzes Loch gibt.

Das Team analysiert bereits das neue Bild, um eine bessere Schätzung der Masse des Schwarzen Lochs von M87 zu erhalten, aber sie sind noch nicht bereit, darüber zu diskutieren.

In der Zwischenzeit wird die Arbeit mit einem noch größeren Event Horizon-Netzwerk fortgesetzt. (Drei neue Teleskope wurden hinzugefügt.) Jedes Jahr im April, wenn M87 und das Zentrum unserer Galaxie (Heimat eines noch kleineren Schwarzen Lochs) betrachtet werden, erneuert das erdgroße Auge seinen Blick in die Dunkelheit.

„Leute an den Teleskopen“, sagte Dr. Medeiros.