天文學家已經能夠衡量黑洞的質量,但到目前為止,它們尚未製作出一個圖像。但是,麻省理工學院的畢業生凱蒂·布曼(Katie Bouman)及其同事開發了一種計算機算法,最終可能會改變這種情況。
需要大型望遠鏡來觀察黑洞,因為這些空間區域相對較小。例如,位於銀河系中心的超級質量黑洞僅是太陽系太陽直徑的17倍。它在大約25,000光年之內也太遠了。
如果有一個直徑為10,000公里的望遠鏡,捕獲黑洞的圖片就不會成為問題。但是,這與地球的直徑幾乎相同,因此不可能。
事件地平線望遠鏡項目試圖通過從散佈在全球各地的不同望遠鏡中的數據來解決這一難題。通過一種稱為很長的基線乾涉法或VLBI的方法,科學家可以以一種似乎正在看一個巨大的望遠鏡的方式合併這些數據。
但是,科學家仍然還有其他障礙。該項目所涉及的望遠鏡的數量還不夠,數據中留下了很大的差距。
望遠鏡還使用無線電波長,無線電波不會產生好圖片。例如,最大的無線電望遠鏡菜會產生比普通後院光學望遠鏡看到的月球圖像更模糊的。
地球的大氣層同樣可以減慢無線電波,從而導致到達時間的巨大差異並導致許多錯誤。
新算法稱為Chirp,用於使用貼片先驗的連續高分辨率圖像重建,旨在解決此問題。
該算法可以數學上增強望遠鏡網絡捕獲的無線電波。它可以過濾出不必要的數據,例如大氣噪聲,以產生更可靠的圖像。
至於稀疏數據,該算法使用空間中的其他圖像作為參考,因此可以填補數據中的差距。這有助於產生與VLBI數據相匹配的鑲嵌物。
“這項研究旨在以幾種方式克服這一差距:仔細建模感應過程,先前圖像模型的尖端推導以及一種幫助未來研究人員測試新方法的工具,”說來自以色列技術的Yoav Schechner。
“ [研究人員]在數學上合併為一個非常不同的,複雜的傳感過程和基於學習的圖像 - 驗證模型。”