来源:央视新闻客户端 发布时间:2023/4/15 11:12:55
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“甜甜圈减肥了”,AI为首张黑洞照片“美颜”

 

在人类4年前拍摄的首张黑洞照片中,黑洞及周围光圈看起来像一个“模糊的橙色甜甜圈”。美国研究人员用人工智能技术改进这张照片,经过“美颜”的黑洞看起来仍像一个甜甜圈,不过“瘦了”不少。

更瘦、更清晰

2019年人类拍摄的首张黑洞照片(左)和经过人工智能改进的黑洞照片(右)

据路透社报道,研究人员利用图像重建算法提高了首张黑洞照片的分辨率,新照片不但呈现出更清晰的黑洞影像,而且黑洞周围光圈也比原片中窄了将近一半。新照片及相关研究报告刊载于4月13日出版的美国《天体物理学杂志通讯》。

2019年4月10日,由全球8台射电望远镜组合而成的“事件视界望远镜”项目拍摄到人类历史上第一张黑洞照片。照片中是室女座超巨椭圆星系M87中心的超大质量黑洞,距离地球大约5500万光年。

照片展示了一个中心为黑色的明亮光圈,看上去有点像甜甜圈,其黑色部分是黑洞投下的“阴影”,明亮的光圈是绕黑洞高速旋转的吸积盘。黑洞引力极大,能将周围物质吞噬其中,即使光也无法逃逸。人类因此无法直接观测黑洞,但可以借由间接方式得知其存在。越来越多物质坠入黑洞,会加剧摩擦、产生热量、发出特别亮的光,形成吸积盘,即照片中形似甜甜圈的光圈。

研究报告主要作者、美国普林斯顿高等研究院天体物理学家利娅·梅代罗斯形象地称黑洞的首个影像为“模糊的橙色甜甜圈”。她说,研究人员称修片后的黑洞为“皮包骨的甜甜圈”,这听起来“引不起食欲”。“我们也讨论过叫它‘减肥甜甜圈’,但同样索然无味”。

算法填补数据缺失

包括梅代罗斯在内的4名报告作者参与了2019年获取首张黑洞照片的研究项目。事件视界望远镜项目利用分布在全球多地的8个射电望远镜联合观测同一目标源并记录下数据,形成等效于地球般口径大小的虚拟望远镜。

然而,研究报告另一作者、美国佐治亚理工学院天体物理学家季米特里奥斯·普萨尔蒂斯说,由于项目中的望远镜分布在彼此相距遥远的少数山头上,这个望远镜阵列的观测存在不少“漏洞”,只能依靠算法填补缺失的数据。他说,新照片是利用这个全球范围的望远镜阵列所能获取的“最准确”黑洞影像。

梅代罗斯说,这是首次利用机器学习技术填补数据空白。

不过,受原有数据限制,经过“美颜”的黑洞仍然模糊,只略强于2019年的首张照片,远不及科幻大片中的视觉效果。

研究人员计划用同样技术改进去年发布的首张银河系黑洞照片。2022年5月,包括中国在内的全球多地天文学家同步公布了这个超大质量黑洞——人马座A*(Sgr A*)的照片。


 
 
 
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