En 2019, el Event Horizon Telescope (EHT) tomó la primera imagen de un agujero negro supermasivo en el corazón de la galaxia Messier 87. Hace cuatro años parecía una dona gigante de color naranja, pero ahora una inteligencia artificial ha convertido esta mancha borrosa en algo que asemeja más a un delgado anillo dorado.
La nueva imagen nos brinda una visión más detallada de lo que hay alrededor de este torbellino de luz y gas, o al menos eso es lo que sugiere un estudio reciente publicado en el Astrophysical Journal Letter.
Para sus autores, esta intervención fue vital para llenar algunos vacíos en la imagen original. Principalmente porque ahora el agujero negro M87* es consistente con las expectativas teóricas de estos objetos cósmicos, tanto en la forma como en el brillo que se espera que produzca gas caliente.
Así que puede que la IA domine otro campo científico en poco tiempo, la astronomía.
PRIMO para revelar el universo distante
Esta imagen renderizada fue posible gracias una nueva técnica llamada «Modelado Interferométrico de Componentes Principales » o «PRIMO». Se trata de una rama del aprendizaje automático conocida como “aprendizaje de diccionario”, que enseña a las computadoras ciertas reglas usando miles de ejemplos.
Los investigadores entrenaron a PRIMO con más de 30.000 imágenes simuladas de agujeros negros para que pudiera aprender cómo funciona el proceso y buscar patrones. Un método bastante parecido al que se usa con otras IA generadoras de imágenes, pero mucho más exigente. Después de todo, debía compensar la información faltante a partir de observaciones EHT.
Si bien la imagen de 2019 permitió vislumbrar el enorme agujero negro en el centro de la galaxia M87, a 53 millones de años luz de la Tierra, obtener esta imagen no fue nada sencillo. Los astrónomos la crearon por medio de los datos reunidos en siete telescopios.
La interferometría no es perfecta porque los telescopios no son en realidad un gran receptor. Así que, en este sentido, PRIMO podría facilitar la labor de los astrónomos al mejorar automáticamente la resolución de una sola imagen.
“Nuestra IA llena el vacío de información sobre el objeto que se observa, que se requiere para generar la imagen que se habría visto utilizando un único radiotelescopio gigantesco del tamaño de la Tierra».
Lia Medeiros, astrofísica del Instituto de Estudios Avanzados y el EHT
¿Necesitamos IA para ver agujeros negros?
Lo que vemos en esta imagen es una muestra de lo que PRIMO puede hacer. Tras su entrenamiento, la IA produjo una figura de M87* con la máxima resolución actualmente posible. Esta revela la estructura que falta en la imagen original y es consistente tanto con los datos de cuatro días recopilados en 2017.
Además, la nueva imagen permitió al equipo tomar medidas más detalladas de lo que era posible anteriormente, y realizar pruebas más estrictas del régimen gravitatorio a su alrededor. Así que, en el futuro, el algoritmo se podría utilizar a gran escala con otras imágenes similares de agujeros negros, como el Sagitario A* en el corazón de la Vía Láctea.
“Los agujeros negros, obviamente, no se pueden ver a sí mismos. 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. Obtener imágenes del M87* que concuerden con esto es una hazaña”.
Lia Medeiros
Todo parece indicar que la inteligencia artificial se está abriendo paso en la astronomía, en donde una imagen vale más que mil palabras. Así que puede que escuchemos de PRIMO y sus imágenes renderizadas otra vez.
Referencias:
The Image of the M87 Black Hole Reconstructed with PRIMO https://www.doi.10.3847/2041-8213/acc32d
