Нейросеть помогла раскрыть тайны вращения черной дыры в галактике

Международная группа ученых, использовав нейросеть, научилась анализировать черные дыры, проведя миллионы вычислительных симуляций. Благодаря этому исследованию было установлено, что черная дыра в центре Млечного Пути вращается почти на предельной скорости, при этом ось вращения направлена в сторону Земли.

Результаты стали возможны благодаря вычислительным мощностям Центра ШНТС, который является совместной инициативой Университета Висконсин-Мадисон и Института Моргридж. В статьях, опубликованных в журнале Astronomy & Astrophysics, описаны методы, позволившие выполнить такие расчеты. Высокопроизводительные системы помогают разделить сложные задачи на множество операций, которые обрабатываются параллельно, что позволяет эффективно работать с огромными объемами данных.

Подобный подход используется не только в астрофизике, но и в поисках гравитационных волн, нейтрино и разработке антибиотиков.

Ранее, в 2019 году, телескоп Event Horizon Telescope (EHT) представил первое изображение черной дыры в галактике M87, а в 2022 году – снимок объекта Стрелец A* в центре Млечного Пути. Однако скорость и траекторию вращения этих объектов не удалось бы определить без применения нейросетей.

При использовании новых методов и миллионов симуляций нейросеть научилась отличать реалистичные модели от ошибочных, что позволило точнее оценить характеристики этих объектов. В результате стало известно, что черная дыра Стрелец A* вращается почти на предельной скорости, а движение вещества вокруг нее указывает на наличие джетов – потоков частиц.

Аккреционный диск, окружающий черную дыру, представляет собой раскалённое скопление газа и пыли, которое разогревается до высоких температур при притяжении к горизонту событий. Эти процессы заметны ещё до того, как вещество попадет внутрь черной дыры.

Исследование продолжает развиваться: работа нейросети является начальным этапом, после которого последуют улучшения моделей. По словам ученого Майкла Янссена, это переосмысление старых представлений об объектах и процессах, происходящих вокруг черных дыр, открывает новые горизонты для астрофизики.

Проект подтверждает, что нейросети могут эффективно анализировать сложные явления в астрономии и помогают глубже понять природу черных дыр и других космических объектов, уточняя поведение магнитных полей и состав аккреционных дисков.

Источник: InnovaNews