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“甜甜圈减肥了” AI为首张黑洞照片“美颜”

来源：扬子晚报时间：2023-04-14 19:13:32

新华社北京4月14日电在人类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。

(资料图片仅供参考)

更瘦、更清晰

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。

这是2022年5月12日包括中国在内的全球多地天文学家同步公布的银河系中心超大质量黑洞首张照片。新华社发（事件视界望远镜供图）

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。

这张澳大利亚联邦科学与工业研究组织2022年5月3日提供的照片显示了星空下的位于南非的MeerKAT射电望远镜。新华社发（澳大利亚联邦科学与工业研究组织供图）

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。去年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。（袁原）

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