Al centro della nostra galassia si trova un buco nero supermassiccio Sagittarius A* (l'asterisco indica la presenza di un buco nero) che potrebbe ruotare a velocità vertiginose, sfiorando il limite imposto dalla teoria della relatività. I ricercatori, guidati da Michael Janssen della Radboud University (Paesi Bassi), hanno analizzato i dati dell'Event Horizon Telescope (EHT) del 2017, supportati da tecniche avanzate di intelligenza artificiale. Le ricerche sono state pubblicate su AstronomyAstrophysics. . Un aiuto dalla Rete neurale. Per identificare parametri come la velocità di rotazione e la struttura magnetica, prima hanno generato simulazioni di circa un milione di buchi neri, con modelli numerici sofisticati e supercomputer, poi hanno addestrato una rete neurale composta da unità di base, chiamate neuroni artificiali, organizzati in strati che elaborano e trasmettono informazioni. Ogni neurone riceve input, li pesa in base all'importanza e, tramite una funzione di attivazione, decide se "attivarsi" per inviare il segnale al livello successivo. Attraverso un processo di apprendimento, che implica la regolazione dei pesi in base agli errori commessi, la rete è in grado di riconoscere schemi complessi, fare previsioni e prendere decisioni autonome.
Quando l'IA ha esaminato i dati reali di Sgr A*, ne ha riportato risultati sbalorditivi: il buco nero gira tra l'80% e il 90% della sua massima velocità teorica, con l'asse di rotazione allineato verso la Terra. Inoltre, l'algoritmo ha segnalato discrepanze nei modelli utilizzati per i campi magnetici: nessuno si adatta perfettamente, suggerendo la necessità di ulteriori sviluppi matematici.. Velocità di rotazione. La rotazione di un buco nero è descritta da un parametro adimensionale chiamato "a*" che varia da 0 (nessun spin, ossia nessuna rotazione) a 1 (rotazione massima compatibile con la relatività). Studi basati su raggi X e radio hanno suggerito valori compresi tra 0,60 e 0,96. In particolare, la "outflow method"—che utilizza il flusso di emissioni radio e raggi X—ha stimato a* ≈ 0,90 ± 0,06. L'analisi di emissioni osservati dal EHT ha invece indicato un valore attorno a 0,9. Studi più "classici", basati su orbite stellari, avevano invece proposto limiti inferiori, addirittura con a* < 0,1, ad indicare che vi è scarsa influenza sul piano orbitale delle stelle circostanti.. Le implicazioni astrofisiche. Un buco nero in rapida rotazione fonde energia rotazionale ed effetto Lense–Thirring (detto anche effetto di trascinamento) ovvero il fenomeno predetto dalla relatività generale in cui un corpo massiccio in rotazione "trascina lo spaziotempo", alterando drasticamente la geometria del suo intorno. Questo influenza la dinamica del disco di accrescimento, l'emissione di raggi X e radio e persino la formazione di eventuali getti.
«Ogni nuova stima arricchisce il nostro quadro dell'evoluzione galattica e delle interazioni tra buchi neri e stelle vicine», ha detto Janssen.. Difformità nei risultati precedenti. Secondo Dimitrios Psaltis (Georgia Tech), l'uso dell'IA ha permesso di andare oltre le tecniche tradizionali, che finora non offrivano una misura precisa dello spin. Yosuke Mizuno (Shanghai Jiao Tong) sottolinea che, sebbene il valore elevato dello spin sia coerente con tendenze precedenti, i modelli teorici attuali non sono ancora precisi. L'IA si sta affermando come strumento essenziale per interpretare enormi volumi di dati e modellare correttamente fenomeni complessi.
«Abbiamo molti dati e molti modelli e abbiamo bisogno di metodi moderni per metterli insieme», afferma Psaltis, sottolineando però l'importanza di una verifica: «Occorrono controlli supplementari per scovare eventuali abbagli dell'IA». Janssen e colleghi hanno già condotto test rigidi, tra cui l'analisi di dataset simulati per verificare l'affidabilità della rete neurale e il tutto non lascia presagire errori. I passaggi successivi punteranno in futuro ad integrare le osservazioni provenienti da nuovi telescopi..
