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El aprendizaje automático mejora la imagen del agujero negro M87

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El aprendizaje automático mejora la imagen del agujero negro M87
Imagen PRIMO del agujero negro M87

Nueva imagen del agujero negro supermasivo M87 generada por el algoritmo PRIMO a partir de datos EHT de 2017. Crédito: Medeiros et al. 2023

El aprendizaje automático reconstruye una nueva imagen a partir de los datos de EHT.

La imagen del M87[{» attribute=»»>black hole has been enhanced using a machine learning technique called PRIMO, providing a more accurate representation and allowing for improved determinations of its mass and physical parameters.

The iconic image of the supermassive black hole at the center of M87—sometimes referred to as the “fuzzy, orange donut”—has gotten its first official makeover with the help of machine learning. The new image further exposes a central region that is larger and darker, surrounded by the bright accreting gas shaped like a “skinny donut.” The team used the data obtained by the Event Horizon Telescope (EHT) collaboration in 2017 and achieved, for the first time, the full resolution of the array.

In 2017, the EHT collaboration used a network of seven pre-existing telescopes around the world to gather data on M87, creating an “Earth-sized telescope.” However, since it is infeasible to cover the Earth’s entire surface with telescopes, gaps arise in the data—like missing pieces in a jigsaw puzzle.

M87 Black Hole Comparison

M87 supermassive black hole originally imaged by the EHT collaboration in 2019 (left); and new image generated by the PRIMO algorithm using the same data set (right). Credit: Medeiros et al. 2023

“With our new machine learning technique, PRIMO, we were able to achieve the maximum resolution of the current array,” says lead author Lia Medeiros of the Institute for Advanced Study. “Since we cannot study black holes up close, the detail of an image plays a critical role in our ability to understand its behavior. The width of the ring in the image is now smaller by about a factor of two, which will be a powerful constraint for our theoretical models and tests of gravity.”

PRIMO, which stands for principal-component interferometric modeling, was developed by EHT members Lia Medeiros (Institute for Advanced Study), Dimitrios Psaltis (Georgia Tech), Tod Lauer (NOIRLab), and Feryal Özel (Georgia Tech). Their publication, “The Image of the M87 Black Hole Reconstructed with PRIMO,” was published today (April 13) in The Astrophysical Journal Letters.

“PRIMO is a new approach to the difficult task of constructing images from EHT observations,” said Lauer. “It provides a way to compensate for the missing information about the object being observed, which is required to generate the image that would have been seen using a single gigantic radio telescope the size of the Earth.”

Animated M87 Black Hole Comparison

Animation fades from M87 black hole image, first produced by the EHT collaboration in 2019, to the new image generated by the PRIMO algorithm using the same data set. Credit: Medeiros et al. 2023

PRIMO relies on dictionary learning, a branch of machine learning which enables computers to generate rules based on large sets of training material. For example, if a computer is fed a series of different banana images—with sufficient training—it may be able to determine if an unknown image is or is not a banana. Beyond this simple case, the versatility of machine learning has been demonstrated in numerous ways: from creating Renaissance-style works of art to completing the unfinished work of Beethoven. So how might machines help scientists to render a black hole image? The research team has answered this very question.

With PRIMO, computers analyzed over 30,000 high-fidelity simulated images of black holes accreting gas. The ensemble of simulations covered a wide range of models for how the black hole accretes matter, looking for common patterns in the structure of the images. The various patterns of structure were sorted by how commonly they occurred in the simulations, and were then blended to provide a highly accurate representation of the EHT observations, simultaneously providing a high fidelity estimate of the missing structure of the images. A paper pertaining to the algorithm itself was published in The Astrophysical Journal on February 3, 2023.

“We are using physics to fill in regions of missing data in a way that has never been done before by using machine learning,” added Medeiros. “This could have important implications for interferometry, which plays a role in fields from exo-planets to medicine.”


Descripción general de las simulaciones generadas para el conjunto de entrenamiento del algoritmo PRIMO. Crédito: Medeiros et al. 2023

El equipo confirmó que la imagen recién renderizada es consistente con los datos de EHT y con las expectativas teóricas, incluido el anillo de emisión brillante que debería producir el gas caliente que cae en el agujero negro. La generación de una imagen requería asumir una forma apropiada de la información que faltaba, y PRIMO hizo esto basándose en el descubrimiento de 2019 de que el agujero negro M87 en gran detalle se veía como se esperaba.

“Aproximadamente cuatro años después de que EHT revelara la primera imagen en escala de horizonte de un agujero negro en 2019, hemos dado otro paso adelante al producir una imagen que por primera vez utiliza la resolución completa de la red”, dijo Psaltis. «Las nuevas técnicas de aprendizaje automático que hemos desarrollado brindan una oportunidad de oro para que nuestro trabajo colectivo comprenda la física de los agujeros negros».

La nueva imagen debería conducir a determinaciones más precisas de la masa del agujero negro M87 y los parámetros físicos que determinan su apariencia actual. Los datos también ofrecen a los investigadores la capacidad de imponer mayores restricciones en las alternativas del horizonte de eventos (basadas en la depresión de luminosidad central más oscura) y realizar pruebas de gravedad más sólidas (basadas en el tamaño más estrecho del anillo). PRIMO también se puede aplicar a otras observaciones de EHT, incluidas las de Sgr A*, el agujero negro central de nuestro propio[{» attribute=»»>Milky Way galaxy.

M87 is a massive, relatively nearby, galaxy in the Virgo cluster of galaxies. Over a century ago, a mysterious jet of hot plasma was observed to emanate from its center. Beginning in the 1950s, the then new technique of radio astronomy showed the galaxy to have a compact bright radio source at its center. During the 1960s, M87 had been suspected to have a massive black hole at its center powering this activity. Measurements made from ground-based telescopes starting in the 1970s, and later the Hubble Space Telescope starting in the 1990s, provided strong support that M87 indeed harbored a black hole weighing several billion times the mass of the Sun based on observations of the high velocities of stars and gas orbiting its center. The 2017 EHT observations of M87 were obtained over several days from several different radio telescopes linked together at the same time to obtain the highest possible resolution. The now iconic “orange donut” picture of the M87 black hole, released in 2019, reflected the first attempt to produce an image from these observations.

“The 2019 image was just the beginning,” stated Medeiros. “If a picture is worth a thousand words, the data underlying that image have many more stories to tell. PRIMO will continue to be a critical tool in extracting such insights.”

Reference: “The Image of the M87 Black Hole Reconstructed with PRIMO” by Lia Medeiros, Dimitrios Psaltis, Tod R. Lauer and Feryal Özel3, 13 April 2023, The Astrophysical Journal Letters.
DOI: 10.3847/2041-8213/acc32d

Development of the PRIMO algorithm was enabled through the support of the National Science Foundation Astronomy and Astrophysics Postdoctoral Fellowship.

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Fuentes – Los Spurs cambian a Devonte Graham, liberando espacio bajo el tope salarial

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Los San Antonio Spurs enviarán al guardia Devonte' Graham y una selección de segunda ronda a los Charlotte Hornets, dijeron fuentes a Adrian Wojnarowski de ESPN el sábado por la tarde.

Los Hornets renunciarán a Graham, de 29 años, y le permitirán convertirse en agente libre, dijeron las fuentes.

La selección de segunda ronda del acuerdo es una selección de los New Orleans Pelicans de 2025 que poseen los Spurs, dijeron las fuentes. Charlotte también devuelve consideraciones en efectivo como parte del trato.

Según Bobby Marks de ESPN, los Spurs estarán alrededor de $26 millones por debajo del tope salarial antes de que Chris Paul firme su contrato.

Graham estaba listo para ingresar al último año de un contrato de cuatro años que firmó originalmente con los Hornets en 2021 como parte de un acuerdo de firma e intercambio con los New York Pelicans. Estaba previsto que ganara 12,65 millones de dólares en 2024-25, pero sólo 2,85 millones de ese contrato estaban garantizados.

La fecha de garantía original para el acuerdo era el 1 de julio, pero las fuentes le dijeron a ESPN la semana pasada que la fecha se había retrasado hasta el 8 de julio.

Con los Spurs enfocándose en jugadores más jóvenes, Graham jugó con moderación la temporada pasada para San Antonio, apareciendo en sólo 23 juegos. Promedió 5,0 puntos y 2,1 asistencias en los partidos que estuvo en cancha y promedió 8,1 puntos y 3,5 asistencias en los últimos ocho partidos de la temporada, donde jugó una media de 23,6 minutos.

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La tienda de cómics japonesa se convierte en un destino en College Hill

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La tienda de cómics japonesa se convierte en un destino en College Hill

CINCINNATI – Están agotados.

Asa Featherstone repite esta frase: “Están agotados. »

Sólo quiere estar seguro. Luego se ríe. Porque Featherstone conoce a la persona que compró el cómic japonés que busca.

Tiendas Featherstone en Manga Manga, una librería japonesa en College Hill. Dice que viene aquí tan a menudo como puede. Aunque no tenían exactamente lo que quería, compró cuatro libros.

“Cada vez que vengo aquí, gasto dinero”, dijo. » Es genial. Es verdaderamente una joya de nuestra ciudad. »

La propietaria C. Jacqueline Wood no pretende ser una experta en manga. Es una cineasta que se interesó por las películas animadas y los libros manga después de ver las películas de Hayao Miyazakiel legendario director japonés que ganó numerosos premios Oscar.

Hace dos años, Wood se arriesgó. Abrió lo que considera la única tienda de cómics japoneses de la zona.

«Todo el mundo conoce a alguien a quien le encanta el manga o el anime», dijo Wood.

Lo que comenzó como una tienda con 2.500 libros creció rápidamente hasta alcanzar más de 5.000.

mucho bronceado

C. Jacqueline Wood, propietaria de Manga Manga, ofrece más de 5.000 cómics japoneses a la venta en su tienda de College Hill.

Los funcionarios de College Hill nos dicen que esta pequeña empresa está teniendo un gran impacto en Cincinnati. Y Wood dice que no podría haber abierto sin la ayuda de Corporación de Reurbanización Urbana Comunitaria de College Hill.

Emmanuel Karikari dirige esta organización sin fines de lucro, que se centra en el desarrollo del distrito comercial del barrio. Dice que su grupo ofrece alquileres más bajos para propietarios de pequeñas empresasTambién ayudaron a Wood a trasladarse de un edificio a otro para aumentar el tráfico peatonal.

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Karikari se ríe cuando le preguntan si conoce bien el manga, pero dice que le sorprende constantemente la multitud que acude a su tienda. La gente viene de todas partes.

«Nunca hemos tenido nada parecido a una tienda de manga cerca de College Hill», dijo Karikari.

Wood dijo que ha tenido más éxito gracias a su ayuda, que incluye patrocinar una festival de cine animado Comienza este mes.

«No somos sólo una tienda de cómics», dijo. “Somos verdaderamente parte de la comunidad. »

Aunque Featherstone visitó la tienda el viernes por la mañana, regresará el viernes por la noche. Dijo que conectarse con otros fans es una de las cosas que distingue a Manga Manga.

«Finalmente tenemos un espacio y un centro para todos los nerds entre nosotros», dijo Featherstone.

FESTIVAL DE CINE DE ANIME DE CINCINNATI:

A partir del 11 de julio, podrás ver películas animadas clásicas todos los jueves por la noche detrás de la tienda de cómics, proyectadas en el Hollywood Theatre. Las entradas están disponibles en Manga Manga's. sitio web a $25 por auto. Las películas planificadas incluyen “Yu-Gi-Oh! » y “El viaje de Chihiro”.

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Informe sobre cohetes: Firefly cumple con las expectativas de la NASA; Polaris Dawn se lanza este mes

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Informe sobre cohetes: Firefly cumple con las expectativas de la NASA;  Polaris Dawn se lanza este mes
Agrandar / Cuatro motores Reaver alimentados con queroseno impulsan el cohete Alpha de Firefly desde la plataforma de lanzamiento en la Estación Espacial Vandenberg, California.

¡Bienvenido a Rocket Report 7.01! Estamos escribiendo el informe de esta semana un día más tarde de lo habitual debido al feriado del Día de la Independencia. Ars está entrando en su séptimo año de publicación de este resumen semanal de noticias sobre cohetes, y hay muchas esta semana a pesar del feriado aquí en los Estados Unidos. En todo el mundo, se realizaron 122 lanzamientos en órbita terrestre o más allá durante la primera mitad de 2024, en comparación con 91 durante el mismo período del año pasado.

Como siempre, nosotros bienvenidos a los lectoresy si no quiere perderse ningún problema, suscríbase usando el cuadro a continuación (el formulario no aparecerá en las versiones AMP del sitio). Cada informe incluirá información sobre cohetes de alcance pequeño, mediano y pesado, así como una descripción general rápida de los próximos tres lanzamientos programados.

Firefly lanza su quinto vuelo Alpha. Firefly Aerospace colocó ocho CubeSats en órbita en una misión financiada por la NASA en el primer vuelo del cohete Alpha de la compañía desde un mal funcionamiento de la etapa superior hace más de seis meses. Informes de noticias espacialesEl cohete Alpha de dos etapas despegó de la Estación Espacial Vandenberg en California el miércoles por la noche, dos días después de que un problema con el equipo terrestre abortara el despegue justo antes de que se encendiera el motor. Los ocho CubeSats provienen de centros y universidades de la NASA para una serie de misiones educativas, de investigación y de demostración tecnológica. Este fue el quinto vuelo del cohete Alpha de Firefly, capaz de colocar alrededor de una tonelada de carga útil en la órbita terrestre baja.

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Solución de problemas …Este fue el quinto vuelo de un cohete Alpha desde 2021 y el cuarto vuelo Alpha en alcanzar la órbita. Pero el último lanzamiento Alpha en diciembre no logró colocar su carga útil Lockheed Martin en la órbita adecuada debido a un problema al volver a encender su motor de segunda etapa. Durante el lanzamiento de esta semana, Alpha desplegó sus cargas útiles patrocinadas por la NASA después de un único encendido de la segunda etapa y luego realizó un reinicio exitoso del motor para una maniobra de cambio de avión. Los ingenieros atribuyeron el problema del último vuelo Alpha a un error de software. (enviado por Ken el contenedor)

Se agregaron dos empresas al grupo de lanzamiento del Departamento de Defensa. Blue Origin y Stoke Space Technologies, que aún no han alcanzado la órbita, han sido aprobadas por la Fuerza Espacial de EE. UU. para competir por futuros lanzamientos de carga útil pequeña. Informes de defensa de última horaBlue Origin y Stoke Space se unen a la lista de empresas de lanzamiento elegibles para competir por los pedidos de lanzamiento por los que la Fuerza Espacial está licitando en virtud del contrato del Programa de Servicios Orbitales-4 (OSP-4). En virtud de este contrato, Space Systems Command adquiere servicios de lanzamiento para cargas útiles de 400 libras (180 kilogramos) o más, lo que permite el lanzamiento entre 12 y 24 meses después de la adjudicación de una orden de tarea. El contrato OSP-4 se centra en «capacidades de lanzamiento orbital pequeño y soluciones de lanzamiento para las necesidades de misiones espaciales de respuesta táctica», dijo el teniente coronel Steve Hendershot, jefe de la División de Lanzamiento Pequeño y Objetivos del Comando de Sistemas Espaciales.

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una docena igual …Blue Origin pretende lanzar su cohete de clase orbital New Glenn por primera vez a finales de septiembre, mientras que Stoke Space pretende volar su cohete Nova en un vuelo de prueba orbital el próximo año. La incorporación de estas dos empresas significa que hay 12 proveedores elegibles para ofertar en pedidos de tareas OSP-4. Las otras empresas son ABL Space Systems, Aevum, Astra, Firefly Aerospace, Northrop Grumman, Relativity Space, Rocket Lab, SpaceX, United Launch Alliance y X-Bow. (presentado por Ken the Bin y brianrhurley)

La forma más sencilla de seguir los informes espaciales de Eric Berger es suscribirse a su boletín informativo; recopilaremos sus historias en su bandeja de entrada.

Una startup italiana está probando un pequeño cohete. El fabricante italiano de cohetes Sidereus Space Dynamics ha completado la primera prueba del sistema integrado de su cohete EOS. Informes sobre vuelos espaciales europeos. Esta prueba tuvo lugar el domingo y finalizó con el motor principal de queroseno/oxígeno líquido MR-5 del cohete encendiéndose durante aproximadamente 11 segundos. El cohete EOS tiene un diseño innovador que utiliza una arquitectura de una sola etapa para su lanzamiento en órbita, y el propulsor reutilizable regresa a la Tierra desde la órbita para ser recuperado bajo un paracaídas. El cohete mide menos de 4,2 metros de altura y será capaz de transportar alrededor de 13 kilogramos de carga útil a la órbita terrestre baja.

Una operación simplificada … Después de completar las pruebas en tierra integradas, la compañía realizará los primeros vuelos de prueba de EOS a baja altitud. Fundada en 2019, Sidereus recaudó 6,6 millones de euros (7,1 millones de dólares) para financiar el desarrollo del cohete EOS. Si bien esto es una fracción de la financiación que han atraído otras nuevas empresas de lanzamiento europeas como Isar Aerospace, MaiaSpace y Orbex, el director ejecutivo de Sidereus, Mattia Barbarossa, ha dicho anteriormente que la compañía tiene la intención de «remodelar los vuelos espaciales en una fracción del tiempo y con recursos limitados». (presentado por EllPeaTea y Ken the Bin)

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