Sagittarius A*: Paslaptys apie Paukščių Tako centrinę juodąją skylę

Sagittarius A*: Paukščių Tako širdyje slypinti paslaptis

Paukščių Tako galaktikos centre yra Sagittarius A* (Sgr A*), itin masyvi juodoji skylė, kurios masė prilygsta maždaug keturiems milijonams Saulės. Naujausi tyrimai, atliekami pasitelkiant pažangią dirbtinio intelekto analizę ir Event Horizon Telescope (EHT) surinktus vaizdus, atskleidė, kad Sgr A* sukasi beveik maksimaliai leistinu greičiu, artėdama prie fundamentalių fizikos dėsnių ribų.

Event Horizon Telescope: Juodųjų skylių vaizdavimo proveržis

Event Horizon Telescope – tarptautinė mokslininkų grupė, suderinanti radijo teleskopų tinklą visame pasaulyje, taip sukurdama Žemės dydžio observatoriją. Šio projekto pagrindinis pasiekimas – pirmųjų juodųjų skylių šešėlių nuotraukų užfiksavimas: pirma buvo užfiksuota M87* šalia Mergelės galaktikos, o vėliau – ir Sgr A*, atveriant žmonijai unikalią galimybę pažinti šiuos paslaptingus kosmoso objektus.

Nors šie vaizdai tapo istoriniu proveržiu, jų interpretavimas vis dar kelia didelius iššūkius astronomams. Gauta informacija yra ribota ir priklauso nuo sudėtingų procesų prie juodosios skylės įvykių horizonto. Siekdami įveikti šiuos sunkumus, astrofizikai pasitelkia sudėtingus kompiuterinius modelius ir dirbtinį intelektą, kadšifruotų duomenis ir išskirtų esmines fizines savybes.

Dirbtinis intelektas: nauji juodųjų skylių elgsenos atradimai

Astronomo Michaelo Jansseno, dirbančio Radboudo universitete Nyderlanduose ir Max Plancko radijo astronomijos institute Vokietijoje, vadovaujama komanda sukūrė inovatyvų metodą. Naudojant aukštos galios skaičiavimus, jie modeliuodavo milijonus juodųjų skylių su skirtingais parametrais, kaip sukimosi greitis, ašies kryptis ar supanti medžiaga. Šiais duomenimis buvo apmokyti neuroniniai tinklai, išmanantys subtilius EHT duomenų bruožus ir dėsningumus.

Šios AI pagrįstos analizės rezultatai parodė, kad Sgr A* sukasi beveik maksimaliai įmanomu greičiu, kaip leidžia Einšteino bendroji reliatyvumo teorija. Įdomu tai, kad Sgr A* sukimosi ašis yra nukreipta Žemės link, o aplink juodąją skylę pastebimas ryškus žiedas – karštų elektronų skleidžiamos intensyvios spinduliuotės rezultatas iškreiptoje laiko-erdvės aplinkoje.

Bene netikėčiausias atradimas – stebėtos magnetinio lauko savybės medžiagoje, kuri sukasi aplink Sgr A*. Priešingai nei numatoma populiariausiuose teoriniuose modeliuose, stebimi magnetiniai reiškiniai pilnai jiems neprilygo, todėl fizikų vertinimu, juodųjų skylių teorijos vis dar reikalauja tobulinimo.

Palyginimas su kitomis juodosiomis skylėmis: M87* pavyzdys

Tyrimas apėmė ir M87*, supermasyvią juodąją skylę, glūdinčią 55 milijonus šviesmečių nutolusios Mergelės A galaktikos centre. Nors M87* taip pat sukasi dideliu greičiu, jis vis tik lėtesnis nei Sgr A*. Stebėtina, kad M87* sukimosi kryptis yra priešinga nei ją supančios krintančios materijos disko, o tai galėjo nulemti senovinė dviejų galaktikų ar juodųjų skylių susijungimo istorija.

Ekspertų įžvalgos ir ateities perspektyvos

„Tai, kad išvados prieštarauja nusistovėjusioms teorijoms, kelia ir susižavėjimą, ir naujų iššūkių“, – komentavo dr. Michael Janssen. Pasak jo, dirbtinio intelekto ir mašininio mokymosi metodikos yra reikšmingas žingsnis į priekį, tačiau norint suprasti juodųjų skylių struktūrą ir gravitatcijos prigimtį, būtina toliau tobulinti modelius bei rinkti detalesnius duomenis.

Greitu metu prie EHT prisijungs šiuo metu Afrikoje statomas Africa Millimetre Telescope, suteikdamas dar tikslesnių supermasyvių juodųjų skylių stebėjimų galimybių. Tokie duomenys leis geriau patikrinti bendrosios reliatyvumo teorijos principus ir giliau pažinti gravitaciją ekstremaliomis sąlygomis.

Išvados

Naujausi Event Horizon Telescope komandos atradimai, paremti pažangiomis dirbtinio intelekto technologijomis, žymi naują etapą juodųjų skylių astrofizikoje. Beveik maksimali Sgr A* juodosios skylės sukimosi sparta ir netikėti magnetiniai reiškiniai pabrėžia, kiek daug apie šiuos kosmoso milžinus dar nėra žinoma. Tobulėjant stebėjimo įrangai ir analitinėms kompiuterinėms technologijoms, galime tikėtis vis aiškesnio ir galbūt dar stebinančio juodųjų skylių ir visatos vaizdo.