Според съвременните астрономически изчисления през своята дълга история от 13-милиарда години Млечният път е произвел огромно количество черни дупки, които вероятно наброяват над 10 милиона. Тези масивни структури се образуват, когато гигантски звезди, които тежат поне 20 пъти повече от нашето Слънце, изчерпят напълно своето ядрено гориво и пропаднат под въздействието на собствената си гравитация. В резултат на този процес се формира бездна с толкова огромна гравитационна сила, че дори светлината не е в състояние да избяга от нея.
Парадоксът се крие в това, че въпреки теоретичното съществуване на милиони такива обекти, до този момент човечеството е успяло да открие и каталогизира едва 70 черни дупки в Млечния път. Огромната празнина между очакваното и реално намерения брой кара изследователите да търсят нови начини за изследване на Космоса и да се обърнат за съдействие към широката общественост.
Методът на гравитационната лещаТъй като черните дупки сами по себе си са напълно невидими, астрономите трябва да разчитат на косвени методи, за да докажат тяхното местоположение. Тези космически гиганти разкриват присъствието си, като изкривяват и пречупват светлината, която идва от съседни или разположени зад тях космически обекти. Проектът „Black Hole Hunters“ се фокусира върху един много специфичен сценарий, свързан с т.нар. бинарни звездни системи.
Една черна дупка се превръща в гравитационна леща, когато гравитацията временно усилва светлината от по-далечна фонова звезда. Източник: Pietrzynski/Nature
Във Вселената масивните звезди много често се раждат по двойки. Когато едната от тях завърши жизнения си цикъл и избухне в свръхнова, другата звезда понякога успява да оцелее при тази космическа експлозия. В тези случаи оцелялата звезда и новообразуваната черна дупка продължават да се въртят в обща споделена орбита.
Ако тази система е разположена по точно определен начин спрямо нашата планета, черната дупка периодично преминава директно между Земята и своята звезда-спътник. По време на това пасажно преминаване мощната гравитация на черната дупка действа като истинска космическа лупа. Тя пречупва, фокусира и засилва светлината на придружаващата я звезда, което кара обекта за кратко да изглежда значително по-ярък за наблюдаващите го телескопи. Това явление се нарича гравитационна леща.
Данни от TESS в комбинация с изкуствен интелектЗа да уловят тези кратки и фини премигвания, изследователите използват данни, събрани с помощта на космическия телескоп TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) на NASA . Въпреки че основната задача на този сателит е да търси екзопланети, тоест планети извън нашата Слънчева система, неговият специфичен метод на работа е идеален за целите на проекта. TESS непрекъснато следи и записва дори най-малките промени в яркостта на милиони звезди в продължение на дълги периоди от време.
Преди данните да достигнат до хората, автоматизирани компютърни алгоритми извършват предварителен преглед. Те филтрират милиони потенциални източници, за да подберат най-обещаващите графики. Изкуственият интелект обаче се сблъсква със сериозни затруднения поради хаотичната природа на Вселената. Мощни звездните изригвания или нормалните пулсации на младите звезди могат лесно да подведат алгоритмите, генерирайки огромно количество фалшиви положителни сигнали.
Всеки може да стане откривателКато имаме предвид несъвършенството на машините в този тип задачи, човешкото око остава незаменим инструмент. Хората притежават вродена способност за разпознаване на сложни визуални модели, която превъзхожда способностите на софтуерните системи. Както отбелязва Адам Макмастър, астроном от Университета в Саутхемптън и съпредседател на проекта, задачата е изключително лесна и достъпна за всеки. На уебсайта на потребителите се показват ясни примери за това какво трябва да търсят, така че от тях се изисква единствено да идентифицират съответния визуален модел на графиката.
Откакто стартира официално на популярната платформа Zooniverse през октомври 2021 г., проектът се радва на огромен успех. До момента близо 23 000 доброволци са се включили в инициативата и са успели да генерират впечатляващите над 12 милиона индивидуални класификации на данни.
Този мащабен предварителен подбор от страна на обществеността позволява на астрономите да съставят „кратък списък“ с най-надеждните и обещаващи сигнали. Благодарение на него те могат да насочат скъпоструващите големи наземни телескопи за детайлни последващи изследвания, като например измерване на гравитационното привличане на конкретна звезда. Времето за работа с тези съоръжения е силно ограничено и скъпо, затова филтрирането на данните от доброволците спестява години наред излишен труд и ресурси.
Бъдещето на ловаПредвижда се в бъдеще проектът да разшири значително своя обхват, като започне да черпи информация и от други модерни космически апарати. Сред тях са мисията Euclid на ESA и наскоро изстреляният мощен телескоп Nancy Grace Roman на NASA. Тъй като потенциалните открития на черни дупки са хиляди, астрономите са категорични, че имат нужда от всяка възможна помощ, която обществеността може да им предостави, за да разбулят тайните на Млечния път.