Nova foto do buraco negro supermassivo M87* usando inteligência artificial

A colaboração EHT publicou hoje, 13 de abril, a terceira foto de um buraco negro supermassivo. Porém, a foto de hoje já é de um conhecido antigo. Ela é a segunda foto do buraco negro supermassivo M87* da galáxia elíptica M87.

A diferença é que dessa vez utilizaram técnicas de inteligência artificial para melhorar a qualidade da foto e conseguir obter mais informação sobre o ambiente do buraco negro. Isso é importante para conseguir calcular propriedades relativísticas e conseguir calcular melhor características como massa e spin.

Essa é a terceira foto da colaboração que tem como objetivo fotografar buracos negros e investigar melhor sobre eles. Teve a participação da brasileira Lia Medeiros, responsável pela criação do código que gerou a imagem.

Buraco negro supermassivo M87*

Esse buraco negro já tinha sido alvo da primeira imagem divulgada pelo EHT. Ele é um dos dois principais alvos que a colaboração focou, o segundo alvo sendo o buraco negro da Via Láctea. A foto foi obtida através de dados de uma campanha que aconteceu em 2017.

O tamanho e a distância foram decisivos para tornar o M87* um dos principais alvos da colaboração EHT.

Colaboração EHT e a missão de fotografar buracos negros

A colaboração Event Horizon Telescope (EHT) nasceu com o objetivo de tirar a primeira fotografia de um buraco negro. Essa missão já se torna difícil por serem objetos que não emitem luz e são relativamente pequenos comparados às suas galáxias hospedeiras.

O EHT utiliza um conjunto de 10 radio-telescópios espalhados pelo globo terrestre atualmente. É esperado o uso de 11 telescópios que utilizam técnicas de radioastronomia que os fazem atuar como um único telescópio do tamanho da Terra.

Of the 11 observatories planned for the Event Horizon Telescope array, 8 participated in #EHTblackhole observations in 2017. Here is a collage (with older photos!) from the #NSFfunded animation made at @saoastro, to be found on our Youtube channel -- https://t.co/U37EF3IlTI. pic.twitter.com/9UUrynnmvD

— Event Horizon 'Scope (@ehtelescope) April 8, 2019

Com a tecnologia do EHT, é possível observar uma região pequena no céu. No caso do M87*, é como tentar fotografar um donut na superfície da Lua.

Primeira foto do M87* e a foto do buraco negro supermassivo da Via Láctea

A primeira foto foi divulgada em 10 de abril de 2019 pela colaboração em uma coletiva de imprensa. Essa foto utilizou dados observados em abril de 2017 durante a primeira campanha do EHT.

Em 2022, o EHT fez outra coletiva de imprensa anunciando a segunda foto de um buraco negro. Dessa vez o alvo era o buraco negro supermassivo Sgr A* que habita o centro da Via Láctea.

Parte das críticas era que as fotos possuíam uma qualidade baixa e aparência borrada. Essa problema era algo que o EHT estava trabalhando pra resolver desde então.

A terceira foto mais nítida

Utilizando uma técnica chamada principal-componente analysis, a brasileira Lia Medeiros criou um algoritmo capaz de gerar a imagem com maior nitidez. O modelo foi treinado com simulações numéricas de buracos negros e testado com os dados obtidos na campanha de 2017.

So excited to finally share that our paper presenting a new image of M87 is out! See press release here: https://t.co/oQWrdhw6lh paper here: https://t.co/o2wKKtdACg pic.twitter.com/93AlQvreNw

— Lia Medeiros PhD (@astronolia) April 13, 2023

O resultado foi a imagem divulgada em 2019 com uma nitidez maior. A qualidade melhor da imagem ajudará os astrofísicos da colaboração encontrar as propriedades, como massa e spin, com um erro menor. Além de testarem a relatividade geral de Einstein com mais acurácia no ambiente do buraco negro.