Les radiophysiciens ont trouvé un moyen de "photographier" un trou noir
Tout d'abord, nous étudierons l'objet Sagittaire A * (4,31 millions de masses solaires, vraisemblablement un trou noir) au centre de notre galaxie
Des chercheurs du laboratoire d'informatique et d'intelligence artificielle du Massachusetts Institute of Technology, du Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics et de l'Observatoire Haystack ont développé un nouvel algorithme qui aidera pour la première fois de l'histoire à obtenir une image réelle d'un trou noir. Plus précisément, cette zone de l'espace-temps, au centre de laquelle se trouve le trou noir lui-même, invisible par définition.Bien sûr, Internet regorge d'images de trous noirs, et dans les films de science-fiction et les émissions de télévision, nous avons vu des trous noirs des centaines de fois. Mais tout cela est le fruit de l'imagination des artistes, designers et scientifiques eux-mêmes, qui supposent seulement à quoi pourrait ressembler l'environnement de l'horizon des événements.Si les calculs des radiophysiciens américains sont corrects, et si leurs efforts sont soutenus par des collègues d'autres pays, alors nous découvrirons bientôt la vérité.«Le trou noir est très, très loin et c'est un objet très compact», explique Katie Bouman, auteur principal de l'article et étudiante diplômée du Massachusetts Institute of Technology. "[Prendre un trou noir au centre de la galaxie de la Voie lactée], c'est comme capturer un pamplemousse à la surface de la lune, mais uniquement à l'aide d'un radiotélescope."Le trou noir au centre de notre galaxie est situé à une distance de 26 000 années-lumière, il est entouré d'un nuage de gaz rayonnant d'un diamètre d'environ 1,8 parsecs. De plus, le diamètre du trou noir lui-même est estimé à seulement 44 millions de km, ce qui est comparable au rayon de l'orbite de Mercure, la planète la plus proche du Soleil du système solaire. Pour détecter un objet aussi éloigné et minuscule, un télescope d'un diamètre de 10 000 kilomètres est nécessaire. Il est très difficile de le construire, car le diamètre de la Terre n’est que de 12 742 km.Comme la construction d'un télescope de la taille de la Terre n'est pas une option, j'ai dû chercher une autre solution. Les scientifiques ont développé un algorithme qui intègre les données des radiotélescopes de la planète en une seule unité pour filtrer le bruit et créer une image synthétisée. Le projet a été nommé Event Horizon Telescope: Télescope d'horizon des événements.«Les ondes radio présentent de nombreux avantages», explique Bowman. - Lorsque l'émission radio pénètre à travers les murs, elle passe donc à travers des nuages de poussière galactique. "Nous ne pourrions jamais voir le centre de notre galaxie dans le domaine visible, car il y a trop de tout entre nous."
L'emplacement du système solaire (au centre du point jaune) par rapport au centre de la galaxie où se trouve le trou noir supermassif, mais les avantages des radiotélescopes impliquent leurs inconvénients. En raison de la nécessité d'enregistrer des ondes très longues, la taille de l'antenne doit être gigantesque. Maintenant, le plus grand radiotélescope avec une antenne sur Terre a un diamètre d'antenne de 304 mètres. Par conséquent, à des fins pratiques, les astrophysiciens utilisent des interféromètres radio- Un outil d'observation de la radioastronomie à haute résolution angulaire, qui se compose d'au moins deux antennes espacées à distance et reliées par une ligne câblée.Principe de fonctionnementSi nous prenons deux antennes situées à une distance d (base) l'une de l'autre, alors le signal de la source à l'une d'elles arrivera un peu plus tôt que l'autre. Si, par conséquent, les signaux de deux antennes sont perturbés, les informations sur la source avec une résolution effective peuvent être restaurées à partir du signal résultant en utilisant une procédure de réduction mathématique spéciale 
. Cette procédure de réduction est appelée synthèse d'ouverture .
En fait, le télescope Event Horizon est un gigantesque interféromètre radio.Bowman et ses collègues ont déjà obtenu le soutien de six observatoires dans différentes parties du monde qui ont accepté de participer au projet Event Horizon Telescope. La confirmation de la participation d'autres observatoires est attendue dans les prochaines semaines.Selon le plan, le radio-interféromètre sera d'abord testé sur l'objet Sagittaire A - une source radio complexe située au centre de notre galaxie. Il comprend les restes d'une supernova (Sagittaire A Est), un complexe de trois nuages de gaz et de poussière (Sagittaire A Ouest) et le plus intéressant est le Sagittaire A * , soi-disant un trou noir supermassif. Il émet dans l'infrarouge, les rayons X et d'autres gammes.Les données de cet objet seront filtrées du bruit et utilisées pour générer une image synthétique d'un trou noir et de l'espace environnant.Un algorithme développé par des radio-physiciens pour synthétiser les données des radiotélescopes en une seule image est appelé CHIRP (Continuous High-resolution Image Reconstruction using Patch priors). Après une formation sur le Sagittaire A *, il est censé être utilisé pour observer d'autres grands et petits trous noirs dans différentes régions de notre galaxie, ainsi qu'au-delà.Aujourd'hui, les trous noirs sont enregistrés par les observatoires à l'aide d'un balayage informatique, qui enregistre des éclairs lumineux, par exemple, lorsqu'une étoile est absorbée, d'où un trou noir «aspire» le plasma.
Les coordonnées obtenues seront utilisées pour diriger l'interféromètre radio Event Horizon Telescope et enseigner l'algorithme CHIRP en utilisant des méthodes qui sont maintenant utilisées dans les algorithmes de vision industrielle. Au fil du temps, le programme sera capable de détecter indépendamment de tels modèles.Les travaux scientifiques d'un groupe de chercheurs du Massachusetts Institute of Technology, du Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics et de l'Observatoire Haystack avec des détails sur l'algorithme développé seront présentés le 27 juin 2016 à la Conférence sur la vision par ordinateur et la reconnaissance des formes à Las Vegas. Après cela, d'autres scientifiques auront l'occasion de vérifier les calculs de collègues américains et, si tout est correct, nous obtiendrons la première image d'un trou noir dans environ un an.Nous l'attendons avec impatience.Source: https://habr.com/ru/post/fr394807/
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