PARIS – 20 Juin 2024 – L’intelligence artificielle révolutionne l’astrophysique.Récemment, une équipe internationale de chercheurs a utilisé l’IA pour étudier en profondeur les trous noirs, notamment Sagittaire A*, le trou noir supermassif situé au center de notre galaxie. Grâce à cette approche innovante, ils ont découvert que ce dernier tourne à une vitesse proche de sa limite théorique, et ont mis en lumière d’autres caractéristiques surprenantes. Continuez la lecture pour découvrir les détails fascinants de cette recherche.

Une équipe internationale d’astronomes a utilisé l’intelligence artificielle (IA) et des millions de simulations pour percer les mystères des trous noirs. Cette avancée majeure a permis de déterminer que Sagittaire A*,le trou noir supermassif au centre de notre Voie Lactée,tourne à une vitesse proche de sa limite maximale.

Une Découverte Cosmique Majeure

Les résultats de cette recherche,publiés dans la revue *Astronomy & Astrophysics*,s’appuient sur des simulations massives rendues possibles par le Centre for High Throughput Computing (CHTC) de l’Université du Wisconsin-Madison. Cette infrastructure a permis aux chercheurs d’analyser des quantités de données sans précédent.

L’Informatique à Haut Débit au Service de l’Astrophysique

L’informatique à haut débit, une innovation lancée il y a 40 ans par Miron Livny, transforme des défis informatiques complexes en tâches distribuées sur des milliers d’ordinateurs. Cette approche a permis d’alimenter des centaines de projets scientifiques, de la recherche de neutrinos cosmiques à l’étude de la résistance aux antibiotiques.

Sagittaire A* : Un Trou Noir Dévoilé par l’IA

en 2019 et 2022, la collaboration du Télescope Horizon Event (EHT) a publié les premières images d’un trou noir supermassif (M87) et de Sagittaire A*. Cependant, les données brutes contenaient encore une mine d’informations inexploitées. L’équipe internationale a donc développé un réseau neuronal pour extraire le maximum d’informations de ces observations.

Des Millions de Simulations pour une Analyze Précise

Contrairement aux études précédentes,qui utilisaient un nombre limité de simulations,cette nouvelle approche a permis d’intégrer des millions de fichiers de données synthétiques dans un réseau neuronal bayésien. Ce réseau, financé par la National Science Foundation (NSF), a permis de quantifier les incertitudes et d’améliorer considérablement la comparaison entre les données de l’EHT et les modèles théoriques.

Les Révélations de l’IA sur Sagittaire A*

Grâce à ce réseau neuronal, les chercheurs estiment que Sagittaire A* tourne à une vitesse proche de sa limite maximale et que son axe de rotation pointe vers la Terre. De plus, l’émission de lumière près du trou noir serait principalement due à des électrons extrêmement chauds dans le disque d’accrétion, plutôt qu’à un jet. Les champs magnétiques du disque d’accrétion semblent également se comporter différemment des prédictions théoriques.

« remettre en question la théorie dominante est bien sûr passionnant », explique Michael Janssen, chercheur principal à l’Université Radboud Nijmegen. « Cependant, je considère notre approche de l’IA et de l’apprentissage automatique comme une première étape. Nous allons ensuite améliorer et étendre les modèles et simulations associés. »

Une Échelle Impressionnante de calcul

Chi-Kwan Chan, astronome à l’Observatoire Steward de l’Université de l’Arizona, souligne l’importance de la capacité à traiter des millions de fichiers de données synthétiques. Cela nécessite une automatisation fiable et une distribution efficace de la charge de travail entre les ressources de stockage et de calcul.

Anthony Gitter, chercheur à Morgridge, se réjouit de voir l’EHT tirer parti des capacités informatiques du CHTC pour intégrer l’IA à leur recherche. Il souligne que, comme dans d’autres domaines scientifiques, les capacités du CHTC ont permis aux chercheurs de l’EHT de rassembler la quantité et la qualité de données nécessaires pour former des modèles efficaces et faciliter la découverte scientifique.

Le projet Event Horizon Black hole a effectué plus de 12 millions de tâches informatiques au cours des trois dernières années grâce au pool de sciences ouvertes financé par la NSF et exploité par Path.

Miron Livny, directeur du CHTC, souligne que cette charge de travail, composée de millions de simulations, correspond parfaitement aux capacités du CHTC. Il apprécie de collaborer avec des chercheurs qui ont des charges de travail qui mettent au défi l’évolutivité de leurs services.

Récapitulatif des Découvertes

Comprendre les Trous Noirs : Un Aperçu

Les trous noirs sont des régions de l’espace-temps où la gravité est si forte que rien, pas même la lumière, ne peut s’en échapper. Ils se forment généralement lors de l’effondrement gravitationnel d’étoiles massives.

Le Saviez-vous ? La première image d’un trou noir a été obtenue en 2019 par le Télescope Horizon Event (EHT), confirmant les prédictions d’Albert Einstein sur la relativité générale.

Les trous noirs supermassifs, comme Sagittaire A*, se trouvent au centre de la plupart des galaxies. Leur origine exacte est encore un sujet de recherche active.

Astuce : Pour en savoir plus sur les trous noirs, consultez les ressources de la NASA et de l’ESA (Agence Spatiale Européenne).

Questions Fréquentes sur les Trous Noirs et l’IA

Comment l’IA contribue-t-elle à l’étude des trous noirs ? L’IA permet d’analyser des quantités massives de données issues des observations des trous noirs, révélant des informations cachées et permettant de tester les théories existantes. Quels sont les défis de l’observation des trous noirs ? les trous noirs n’émettent pas de lumière, ce qui les rend invisibles. les astronomes doivent donc observer les effets de leur gravité sur la matière environnante. Pourquoi est-il critically important d’étudier les trous noirs ? L’étude des trous noirs nous aide à comprendre les lois fondamentales de la physique, l’évolution des galaxies et la nature de l’espace-temps. Quelles sont les prochaines étapes de la recherche sur Sagittaire A* ? Les chercheurs prévoient d’améliorer les modèles et les simulations pour obtenir une image encore plus précise de Sagittaire A* et de son environnement. Comment les simulations aident-elles à comprendre les trous noirs ? Les simulations permettent de recréer les conditions extrêmes autour des trous noirs et de tester différentes hypothèses sur leur comportement.

Que pensez-vous de cette découverte ? Comment l’IA va-t-elle transformer notre compréhension de l’univers ? Partagez vos réflexions et vos questions dans les commentaires ci-dessous !