La primera imagen de un agujero negro, vista como nunca gracias a la Inteligencia Artificial

Messier 87 es una enorme galaxia elíptica situada aproximadamente a 53 millones de años luz de la Tierra en la constelación de Virgo. En abril de 2019, la colaboración EHT (Event Horizon Telescope) compartió imágenes sorprendentes de M87*, el agujero negro supermasivo localizado en el núcleo de Messier 87. Estas imágenes fueron obtenidas gracias a las observaciones EHT llevadas a cabo en abril de 2017.

Así suena un agujero negro

Para recopilar esta información, los astrónomos de EHT emplearon una serie de siete radiotelescopios distribuidos por el mundo, creando así un telescopio virtual del tamaño de nuestro planeta, capaz de observar la «sombra» del horizonte de sucesos de un agujero negro gracias a su potencia y resolución. 

Los agujeros negros, naturalmente, no se pueden ver porque su gravedad no deja escapar la luz; pero un agujero negro supermasivo activo, o uno que se alimenta activamente de materia, tiene un disco caliente y un toroide de material a su alrededor que brilla.

Si bien este método empleado por EHT permitió al equipo visualizar detalles sorprendentemente precisos de este misterioso evento, aún había muchos vacíos en la información obtenida.

Ahora, en un nuevo estudio publicado en el Astrophysical Journal, se ha descrito cómo una nueva técnica de aprendizaje automático de inteligencia artificial se ha usado para llenar dichos vacíos en los datos.

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INTELIGENCIA ARTIFICIAL Y APRENDIZAJE AUTOMÁTICO

PRIMO se fundamenta en una vertiente del aprendizaje automático que enseña ciertas reglas a una inteligencia artificial al exponerla a miles de ejemplos. La efectividad de este tipo de aprendizaje automático se ha evidenciado en múltiples ocasiones, como la culminación de la obra inconclusa de Beethoven.

Al emplear PRIMO en la imagen EHT de M87*, el sistema examinó más de 30.000 imágenes simuladas de alta calidad de gas acumulándose en un agujero negro para identificar patrones recurrentes en las imágenes.

Posteriormente, los resultados se fusionaron para ofrecer una representación sumamente precisa de las observaciones del EHT, al tiempo que proporcionaron una estimación de alta calidad de la estructura ausente en la imagen.

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De este modo, los investigadores confirmaron así que la imagen recién generada de M87* concuerda con los datos del EHT y con las expectativas teóricas, incluyendo el anillo luminoso de emisión que se espera sea producido por el gas caliente al ser absorbido por el agujero negro.

La nueva imagen debería facilitar cálculos más exactos de la masa del agujero negro y de los parámetros físicos que influyen en su apariencia actual. Además, PRIMO puede aplicarse a otras observaciones del EHT, como las de Sagittarius A*, el agujero negro central de nuestra propia galaxia, la Vía Láctea.