AI odkryło sekret czarnej dziury w centrum Drogi Mlecznej – co to oznacza dla astrofizyki?

AI przeanalizowała dane z radioteleskopów i ujawniła, że czarna dziura Sagittarius A*, znajdująca się w centrum Drogi Mlecznej wiruje niemal z maksymalną prędkością – to absolutny limit, jaki dopuszczają prawa fizyki. Oznacza to, że jej spin jest bliski wartości granicznej, przy której czasoprzestrzeń wokół czarnej dziury jest ekstremalnie zakrzywiona, a materia porusza się z prędkościami bliskimi światłu.

Naukowcy wykorzystali sztuczną inteligencję, by zajrzeć głębiej w tajemnice supermasywnych czarnych dziur. Za pomocą sieci neuronowej wytrenowanej na milionach symulacji udało się przeanalizować niejasne dotąd dane z teleskopów i odkryć, że Sagittarius A* – czarna dziura w centrum naszej galaktyki – najprawdopodobniej wiruje z maksymalną możliwą prędkością. Oś jej rotacji skierowana jest niemal bezpośrednio w stronę Ziemi, co daje nowe wskazówki na temat powstawania i właściwości dysków materii otaczających czarne dziury.

To odkrycie ma istotne znaczenie dla astrofizyki. Precyzyjne określenie spinu czarnej dziury pozwala lepiej zrozumieć, jak powstają i ewoluują dyski akrecyjne oraz jakie procesy odpowiadają za emisję promieniowania wokół tych obiektów. Wyniki sugerują też, że dotychczasowe modele zachowania pól magnetycznych i emisji w pobliżu czarnej dziury mogą wymagać korekty, bo obserwowane zjawiska odbiegają od przewidywań klasycznych teorii. To otwiera nowe kierunki badań nad stabilnością czarnych dziur, mechanizmami powstawania tzw. dżetów (strumienie plazmy wyrzucane z okolic czarnej dziury) i wpływem rotacji na otaczającą materię.

Sagittarius A* w świetle spolaryzowanym.

Jak AI to odkryła? Kluczowe było wykorzystanie tzw. bayesowskiej sieci neuronowej, którą naukowcy wytrenowali na milionach syntetycznych danych – to znacznie więcej niż używano w poprzednich badaniach. Dzięki temu AI nauczyła się rozpoznawać wzorce i zależności ukryte w danych z Event Horizon Telescope, globalnej sieci radioteleskopów. Nowa metoda pozwoliła wykorzystać także te fragmenty sygnału, które wcześniej były odrzucane jako zbyt trudne do interpretacji. Efektem jest znacznie dokładniejszy obraz Sagittariusa A* i nowe spojrzenie na dynamikę czarnych dziur.