Исследователи опубликовали в журнале Nature результаты работы, подтверждающей точность первого в истории снимка черной дыры. Объект находится в центре галактики M87 на расстоянии около 55 миллионов световых лет от Земли. Новое исследование независимо подтвердило структуру кольца, зафиксированную ранее.
Первое изображение было представлено коллаборацией Event Horizon Telescope (EHT) 10 апреля 2019 года. Оно показало «тень» черной дыры, окруженную светящимся горячим газом, что соответствовало предсказаниям общей теории относительности Эйнштейна. Однако позже в научной среде возникли споры о достоверности некоторых деталей и структуры этого кольца.
Новый метод анализа
Для получения снимка EHT объединила сигналы радиотелескопов по всему миру, создав виртуальный телескоп размером с Землю. В оригинальном исследовании участвовали четыре независимые группы, чьи результаты в целом совпадали, но имели различия в мелких деталях из-за алгоритмических ошибок и человеческого фактора. Также на точность влияли помехи от атмосферы и инструментов.
Чтобы исключить эти погрешности, авторы новой работы применили метод «инвариантов замыкания». В отличие от стандартного подхода, где объединяются данные по парам телескопов, этот метод объединяет измерения сразу от трех инструментов. Это позволило очистить информацию о структуре объекта от атмосферных и инструментальных искажений.
Роль машинного обучения
Для обработки данных была создана система GenDIReCT на базе машинного обучения. Чтобы избежать предвзятости, модель обучали на обычных земных изображениях кошек, собак и автомобилей, поэтому она «не знала», как должна выглядеть черная дыра. Систему также протестировали на данных других галактик, например Centaurus A.
4 декабря 2025 года метод был применен к наблюдениям EHT за галактикой M87. Результаты показали стабильную кольцеобразную структуру. Диаметр и вид кольца соответствуют черной дыре с массой 6,5 миллиардов Солнц, которую наблюдают почти «лицом к лицу».
Итоги и перспективы
Полученное изображение совпадает с данными EHT по общему диаметру и ориентации, хотя и имеет небольшие отличия в яркости и ширине кольца. Чтобы доказать, что результат не зависит только от нейросетей, ученые использовали дополнительный метод традиционной статистики, который дал аналогичный результат.
Авторы отмечают, что их подход к объединению данных с разных датчиков может быть полезен и в других областях, таких как медицина или картографирование землетрясений.
