M87* kara delik görüntüsü bağımsız bir yapay zekâ yöntemiyle doğrulandı

Avustralya'nın ulusal bilim kurumu CSIRO'dan dört kişilik bir ekip, Event Horizon Telescope (EHT) işbirliğinin 2019'da yayımladığı M87* kara delik görüntüsünü, EHT'den bağımsız geliştirdiği bir yöntemle yeniden elde etti. Nature dergisinin 11 Kasım 2026 tarihli sayısında (cilt 659) yayımlanan çalışmaya göre yapay zekâ tabanlı yeni algoritma da aynı sonuca ulaştı: Virgo kümesindeki Messier 87 galaksisinin merkezinde, yaklaşık 42 mikroyay saniyelik (µas) çapı olan halka biçimli bir gölge.

Neden bağımsız doğrulama gerekiyordu?

EHT, dünyanın dört bir yanındaki radyo teleskoplarını birbirine bağlayıp yaklaşık 1 milimetre dalga boyunda gözlem yaparak Dünya boyutunda sanal bir teleskop oluşturuyor. Bu tekniğe çok uzun taban çizgisi girişimölçümü (VLBI) deniyor. Sorun, bu sanal açıklığın büyük bölümünün boş kalması: teleskopların oluşturduğu ölçümler seyrek olduğu için görüntüyü kurmak "yetersiz kısıtlanmış" bir problem. Sonuç; cihaz kalibrasyonuna, görüntü işleme algoritmalarına ve elle ayarlanan parametrelere duyarlı hale geliyor.

Makalenin girişinde de belirtildiği gibi, farklı analiz yöntemleri M87*'nin ince yapısına dair birbirinden ayrışan görüntüler üretmişti. Bazı dış analizler halka biçiminin kendisini bile tartışmaya açmıştı. CSIRO ekibinin hedefi, bu tartışmayı kalibrasyon hatalarından ve gözlemci tercihlerinden arındırılmış bir yaklaşımla sınamaktı.

Yöntem: "kapanış değişmezleri" ve difüzyon modeli

Ekibin yöntemi iki bileşene dayanıyor. Birincisi, kapanış değişmezleri (closure invariants) adı verilen girişimölçüm büyüklükleri. Bunlar kaynağın biçimine dair bilgi taşıyor ancak istasyonlardaki atmosfer kaynaklı faz ve genlik hatalarından etkilenmiyor. Geleneksel yöntemlerde ikili teleskop çiftlerinin verisi kullanılırken, yeni teknik üçlü gruplardan elde edilen niceliklerle çalışıyor.

İkincisi, GenDIReCT adlı algoritma. Yapay zekâ modeli, astronomiyle ilgisi olmayan görüntülerle eğitilmiş ve yalnızca kapanış değişmezlerinden görüntü üretmek üzere tasarlanmış gizil bir difüzyon modeli kullanıyor. Yani model, kara deliğin neye benzemesi gerektiğini önceden bilmiyor. Makaleye göre yöntem elle başlangıç görüntüsü seçmeyi, öncül bilgi dayatmayı ya da parametre ayarını gerektirmiyor. Bu, EHT'nin kullandığı bazı kamuya açık görüntüleme hatlarından önemli bir fark: onlar 40 µas genişliğinde bir Gauss şekliyle başlatılıyor ve bu başlangıç kaynak boyutu için güçlü bir öncül görevi görüyor.

Ne bulundu?

Ekip, EHT'nin kamuya açık 1,3 milimetrelik ölçümlerini kullandı: 2017'nin 5, 6, 10 ve 11 Nisan gözlemleri ile 2018 ve 2021 verileri. Her veri seti ve görüş alanı kombinasyonu ayrı bir model olarak ele alındı; çok sayıda üretilen görüntünün medyanı alınarak temsilî bir görüntü elde edildi. Her yılın en kaliteli gözlem gününde (11 Nisan 2017, 21 Nisan 2018, 18 Nisan 2021) sonuç aynıydı: yaklaşık 40 µas ölçeğinde kompakt bir halka, güney ya da güneybatı yönünde daha parlak.

Ölçülen halka çapı 42,2 ± 1,5 µas çıktı. Halkayı basit geometrik şekillerin toplamıyla modelleyen ayrı bir Bayes yaklaşımı ise 42,3 ± 1,1 µas verdi; iki sonuç uyumlu. Halkanın görünümü, jete göre yaklaşık 20 derecelik bir bakış açısıyla en iyi örtüşüyor. Bu çap, varsayılan ölçekleme parametreleriyle yaklaşık 6,5 ± 0,5 milyar Güneş kütlesine karşılık geliyor. Makale, bu değerin yıldız dinamiğine dayanan önceki kütle ölçümleriyle iyi uyuştuğunu belirtiyor. Gaz dinamiğinden bulunan daha düşük kütle (yaklaşık 3,5 milyar Güneş kütlesi) ise daha küçük bir halka öngörürdü ve EHT'nin yaklaşık 20 µas'lık çözünürlüğüyle bunu ayırt etmek zor olurdu.

Çalışma, kalitesi düşük gözlem günlerinde halkanın bazen belirsizleştiğini de açıkça yazıyor. Yazarlara göre başka bağımsız analizlerde görülen "görüş alanına duyarlılık", muhtemelen seyrek açıklık kapsamının ya da düşük kaliteli verinin bir yan etkisi; kaliteli verilerde bu duyarlılık ortadan kalkıyor.

Sınırlar ve sırada ne var?

Halka genişliği ile merkezdeki parlaklık oranı gibi parametreler yöntemler arasında çok değiştiği için yazarlar bunların kaynağın gerçek özelliklerini yansıtmayabileceğini söylüyor. Dönme (spin) konusunda en yüksek benzerlik skorları sıfırdan farklı bir dönmeyi tercih etse de analiz dönmenin büyüklüğünü kısıtlamıyor. Halka yönünün 2017'den 2018 ve 2021'e doğru değişmesi ise yazarlara göre kara delik çevresindeki türbülanslı birikim akışıyla açıklanabilecek ilginç bir bulgu.

CSIRO'nun açıklamasına göre EHT işbirliğinin yöneticisi Laurent Loinard da yöntemin M87*'nin halka yapısını birkaç yıl boyunca EHT'nin yayımlanmış sonuçlarıyla büyük uyum içinde yeniden bulmasından memnuniyet duyduğunu söyledi. Makale, bundan sonraki adımlardan biri olarak James Webb Uzay Teleskobu'nun NIRSpec cihazının M87 çekirdeğinin merkezi yay saniyesindeki hareketleri daha ayrıntılı ölçmesini bekliyor. CSIRO ekibi ayrıca tekniğin tıbbi görüntüleme ve deprem haritalama gibi alanlarda da işe yarayabileceğini öne sürüyor.

Bu sonuç, EHT'nin tek bir görüntüsünü "doğru" ilan etmekten çok, aynı veriye farklı bir yoldan bakıldığında da aynı halkanın çıktığını gösteriyor. Sorunun bundan sonraki bölümü, daha fazla teleskopla elde edilecek daha dolu açıklıklı gözlemlerin bu ortak görüntüyü ne kadar keskinleştireceği.