Астрономы обнародовали уникальную анимацию сверхмассивной черной дыры, на создание которой ушло почти три десятилетия научных наблюдений. Благодаря использованию современных нейросетей исследователям удалось преобразовать более сотни отдельных снимков в четкое видео с высокой детализацией.

Это достижение позволило не только увидеть движение плазменной струи в космосе, но и получить новые данные о ее невероятной скорости. Полученные результаты уже заставляют ученых пересмотреть некоторые традиционные представления о физике процессов вокруг черных дыр, отмечает Live Science.

В центре внимания исследователей оказался блазар под названием 3C 345, расположенный в созвездии Геркулеса. Блазар представляет собой особую разновидность квазара – сверхмассивную черную дыру в центре далекой галактики, которая активно поглощает вещество и выбрасывает мощные струи газа.

Эти струи разгоняются практически до скорости света и излучают высококонцентрированные рентгеновские и гамма-лучи. Для фиксации этого явления астрономы использовали сеть из 10 радиотелескопов VLBA, расположенных в США, собирая данные с 1995 по 2022 год в рамках специальных исследовательских программ. Результаты исследования опубликованы в журнале nature.com.

Ключевую роль в создании четкого видео сыграла специально разработанная нейронная сеть под названием Kine. Несмотря на то, что сеть телескопов VLBA обеспечивает широкий обзор неба, ее разрешение ограничено количеством антенн. Алгоритм Kine смог обработать 116 отдельных изображений, учитывая пространственно-временные корреляции между ними. Это позволило увеличить разрешение итогового видео в четыре раза по сравнению с любым отдельным снимком и сформировать плавную анимацию движения плазмы.

Полученное видео высокой четкости позволило ученым из Калифорнийского технологического института измерить скорость плазмы в струе с беспрецедентной точностью. Результаты оказались удивительными: самые яркие компоненты струи двигались со скоростью, в 10-13 раз превышавшей скорость света, тогда как окружающий газ двигался еще быстрее – в 9-12 раз быстрее света. Это противоречит общепринятой модели ударных волн, согласно которой яркие возмущения должны перемещаться быстрее окружающей жидкости, что ставит перед физиками новые вопросы.

Разработчики метода Kine убеждены, что их подход существенно изменит будущие астрономические исследования. Возможность точно измерять скорость и динамику плазмы в любой точке космической струи открывает новые горизонты для изучения переменных астрономических источников. В будущем команда ученых планирует применить эту нейронную сеть к другим масштабным космическим наблюдениям.