Астрономы подтвердили достоверность исторического снимка тени черной дыры в галактике Messier 87

Знаменитое изображение сверхмассивной черной дыры, опубликованное в 2019 году, получило независимое подтверждение. Ученые разработали новый метод обработки радионаблюдений и с его помощью восстановили изображение объекта, практически совпадающее с историческим снимком. Результаты исследования представлены в журнале Nature.

Первое изображение сверхмассивной черной дыры, расположенной в центре галактики Messier 87 на расстоянии около 55 миллионов световых лет от Земли, было получено международной коллаборацией «Event Horizon Telescope». Для этого ученые объединили радиотелескопы на разных континентах в единую виртуальную обсерваторию размером с нашу планету. На снимке видна яркая кольцевая структура, окружающая темную область – тень черной дыры.

Однако восстановление изображения по данным столь удаленных друг от друга телескопов представляет собой сложную задачу. На результаты влияют ошибки оборудования, атмосферные помехи и особенности алгоритмов обработки. Некоторые последующие исследования даже предлагали альтернативные варианты реконструкции, в которых характерное кольцо отсутствовало.

Команда исследователей из австралийского научного агентства CSIRO разработала алгоритм GenDIReCT, использующий машинное обучение и специальные математические методы анализа радиосигналов. Ключевое отличие подхода заключается в том, что вместо стандартного сравнения сигналов попарно алгоритм анализирует комбинации измерений от трех телескопов, образующих замкнутые группы. Такой подход позволяет устранить значительную часть ошибок калибровки, связанных с отдельными обсерваториями.

Когда исследователи применили новую технологию к исходным данным, алгоритм восстановил изображение с характерным ярким кольцом практически той же формы и размера, что и на снимке 2019 года. При этом система не получала предварительной информации о том, как должна выглядеть черная дыра.

Таким образом, исследование подтвердило, что кольцевая структура вокруг черной дыры в галактике Messier 87 действительно присутствует в исходных астрономических данных, а не является результатом особенностей компьютерной обработки. Это укрепляет доверие к одному из важнейших достижений современной астрономии.

Авторы алгоритма также отмечают, что разработанные математические методы потенциально могут применяться за пределами астрономии – например, в медицинской визуализации и обработке данных сейсмических наблюдений.