En utilisant l'apprentissage automatique pour analyser les données du télescope Horizon Event, les chercheurs ont découvert que le trou noir au centre de notre galaxie tourne presque aussi rapidement que possible
Une image de Sagittaire A *, le trou noir au centre de la galaxie de la voie lactée
Le centre de notre galaxie peut contenir un haut de rotation cosmique exceptionnel – un trou noir qui semble tourner presque aussi rapidement que possible.
Michael Janssen à l'Université Radboud aux Pays-Bas et ses collègues étudiaient le trou noir au centre du laiteux, Sagittaire A *, en utilisant les données recueillies par un réseau d'observatoires connu collectivement sous le nom de télescope Horizon Event (EHT). Pour faire face à la complexité des données, ils se sont tournés vers l'intelligence artificielle.
Premièrement, ils ont utilisé des modèles mathématiques bien connus pour simuler environ un million de trous noirs – ce qui était lui-même un exploit de calcul qui nécessitait des millions d'heures de temps de supercalculateur. Ensuite, ils ont utilisé ces simulations pour former un type d'IA appelé réseau neuronal, ce qui lui permet de déterminer les traits d'un trou noir basé sur des données d'observation. Enfin, ils ont nourri l'IA les données sur le Sagittaire A * que EHT avait collecté tout au long de 2017.
L'IA a indiqué que le Sagittaire A * tourne entre 80 et 90% de sa vitesse la plus élevée possible. Il a également alerté les chercheurs qu'aucun de leurs modèles de champ magnétique ne correspondait particulièrement à notre trou noir – donc un travail plus mathématique est nécessaire. Janssen dit que les études antérieures avaient réduit la gamme de propriétés que le Sagittaire A * pouvait avoir, comme la vitesse à laquelle il tourne et quel type de champs magnétiques l'entoure, mais cette nouvelle approche les a épinglés plus précisément.
Dimitrios Psaltis au Georgia Institute of Technology d'Atlanta dit avoir trouvé certains de ces résultats contre-intuitifs. Les analyses précédentes ne pouvaient même pas clarifier si le rotation du trou noir pourrait être déterminé cela précisément à partir des données EHT, dit-il.
Certains travaux passés ont indiqué que le Sagittaire A * pourrait tourner très rapidement, explique Yosuke Mizuno à l'Université Shanghai Jiao Tong en Chine. Mais il note que les modèles informatiques utilisés dans la nouvelle étude ont la place d'amélioration. «Notre modèle théorique n'est toujours pas parfait», dit-il.
Mais Mizuno et Psaltis disent que l'IA fait partie intégrante de nous comment nous apprenez sur les objets cosmiques exotiques comme les trous noirs. «Nous sommes dans une situation où nous avons beaucoup de données et nous avons beaucoup de modèles, et nous avons besoin de façons modernes de combiner les deux», explique Psaltis. «C'est là que l'apprentissage automatique fait une grande et grande différence.»
Dans le même temps, cela apporte ses propres défis, car les travaux de l'IA doivent être revérifiés et une analyse ultérieure contre les hallucinations possibles.
Janssen et son équipe ont déjà effectué de nombreuses vérifications de ce type, telles que le test de l'IA avec des données de simulation spécialement conçues. D'autres tests se produiront car ils analysent les données des autres années de l'opération d'EHT et, en fin de compte, les données de nouveaux observatoires, dit-il.
