IA treinada com fotos de gatos refez a primeira imagem de um buraco negro e o anel manteve-se

A imagem mais famosa de um buraco negro passou num teste cego. Uma pequena equipa da CSIRO, a agência nacional de ciência da Austrália, construiu um programa de imagem que aprendeu o aspeto das imagens a partir de fotos de gatos, cães e carros, apontou-o para os dados brutos do Event Horizon Telescope por detrás da primeira imagem de um buraco negro e obteve de volta o mesmo anel brilhante.

Isso é importante porque o anel tinha um desafiante. Uma reanálise rival argumentou que o donut visto em torno do buraco negro gigante no coração de uma galáxia próxima poderia ser um artefacto da forma como os dados foram processados, e que o objeto real poderia ser uma mancha brilhante alongada. O novo trabalho, publicado na Nature, encontra o anel em todos os conjuntos de dados de alta qualidade que examinou, e o seu tamanho aponta para um buraco negro milhares de milhões de vezes mais pesado que o Sol, em linha com estimativas independentes.

«Importa referir que o nosso modelo não fazia ideia do aspeto de um buraco negro quando o aplicámos aos dados da M87», disse o autor principal Samuel Lai, astrónomo na CSIRO. «Esta é a primeira validação verdadeiramente independente da imagem do EHT, um passo importante no processo científico.»

Leitura recomendadaUm buraco negro a 12 mil anos-luz aponta o seu jato na direção da Terra

Porque é que uma imagem de um buraco negro pode ser alvo de debate

A M87* situa-se a cerca de 55 milhões de anos-luz de distância, e a sua sombra ocupa uma nesga de céu tão pequena que Lai compara a tarefa a «estar no teu quintal e tentar tirar uma foto a um donut na Lua». Nenhuma antena isolada consegue fazê-lo. O Event Horizon Telescope liga observatórios de rádio no Chile, México, Havai, Arizona, Espanha e outros locais, de modo a que toda a Terra funcione como um único telescópio.

Esse telescópio virtual é, na sua maioria, espaço vazio. Cada par de antenas amostra apenas uma faixa estreita da informação necessária para uma imagem, e cada estação adiciona erros da sua eletrónica e do ar turbulento por cima dela. O software tem de preencher as lacunas, e as escolhas feitas nesse software podem alterar a imagem final.

A colaboração original sabia disso e executou quatro equipas de imagem em paralelo, sem conhecimento umas das outras. Todas as quatro encontraram um anel, mas discordaram em detalhes finos, como onde este é mais brilhante. Depois, um grupo japonês liderado por Makoto Miyoshi reprocessou os dados públicos com uma técnica clássica e reportou que, se a análise permitisse uma região de céu mais ampla, uma única mancha brilhante alongada se ajustava melhor do que um anel. A disputa centrou-se em pressupostos, e os pressupostos são exatamente aquilo que um teste independente tem de eliminar.

Como fizeram

A equipa da CSIRO atacou ambos os pontos fracos ao mesmo tempo. Primeiro, os dados. A abordagem padrão combina medições de pares de telescópios, que transportam os erros de calibração de cada estação juntamente com o sinal. A equipa usou, em vez disso, «invariantes de fecho», quantidades construídas a partir de três telescópios de cada vez, nas quais esses erros se anulam. «A nossa técnica combina triplos em vez dos pares padrão de dados de telescópio para eliminar esses erros», disse o líder do projeto Nithyanandan Thyagarajan.

Segundo, o software. A equipa construiu um sistema de IA generativa chamado GenDIReCT, semelhante em espírito às ferramentas que transformam texto em imagens, mas orientado pelos invariantes de fecho em vez de um prompt escrito. Aprendeu o aspeto de imagens reais a partir de uma biblioteca padrão de fotografias do quotidiano, além de formas simples como discos e anéis. Para garantir que esses anéis não estavam a enviesar a resposta, os investigadores retreinaram-no sem quaisquer formas geométricas e não encontraram diferença notável.

Antes de ver quaisquer dados da M87*, o programa teve de passar em testes com dados sintéticos e em observações reais de outras galáxias, reproduzindo imagens publicadas do quasar 3C 279 com 98% de semelhança e da galáxia de rádio Centaurus A com 91%. Depois, a equipa congelou o modelo, para que ninguém pudesse ajustá-lo após ver a resposta. Funcionou durante oito noites de dados públicos de três épocas de observação, cada uma com três janelas de céu, produzindo cerca de 300 imagens candidatas por conjunto de dados. Como verificação cruzada que nada devia à aprendizagem automática, a equipa também ajustou os mesmos dados de triplos com um modelo estatístico convencional de um anel.

O que o anel nos diz

Todos os conjuntos de dados com boa cobertura de telescópios produziram um anel compacto com cerca de 42 microssegundos de arco de diâmetro, independentemente do tamanho da janela de céu. Essa estabilidade é a resposta direta à análise rival, que encontrou a sua mancha brilhante apenas quando a janela se tornava grande. A equipa da CSIRO argumenta que o efeito anterior provém muito provavelmente de uma noite com cobertura escassa e dados de qualidade inferior. As imagens de aprendizagem automática deram 42,2 microssegundos de arco e o ajuste convencional 42,3, coincidindo dentro das barras de erro. Resolver um detalhe tão fino, nota o artigo, é como distinguir a largura de um cabelo humano a mais de 1000 quilómetros de distância.

A partir desse tamanho, a equipa estima uma massa de 6,5 milhares de milhões de sóis, mais ou menos 0,5 mil milhões. Esse valor situa-se quase exatamente sobre uma estimativa independente dos movimentos das estrelas na galáxia, cerca de 6,6 milhares de milhões de sóis, e bem longe de uma estimativa baseada em movimentos de gás, cerca de 3,5 milhares de milhões, que teria produzido um anel aproximadamente metade da largura. Sagittarius A*, o buraco negro no centro da Via Láctea, pesa cerca de 4 milhões de sóis, pelo que a M87* é mais de mil vezes mais pesada.

As imagens também sugerem que vemos o buraco negro quase de frente, a cerca de 20 graus do seu jato, próximo dos 17 graus medidos a partir do próprio jato. A parte mais brilhante do anel muda entre épocas, o que os autores atribuem a gás turbulento a cair no buraco negro, e não ao método.

O que não resolve

A nova análise é independente no método, não nos dados. Reutiliza as mesmas medições públicas do Event Horizon Telescope, pelo que não pode descartar um problema incorporado nas gravações brutas; mostra que o anel não é um produto das escolhas de processamento das equipas originais.

Algumas características permanecem incertas. A espessura do anel, o brilho do seu centro e o quão assimétrico parece variaram entre métodos e entre noites, e os autores dizem que estes provavelmente não refletem a verdadeira fonte. Uma noite, quando um telescópio chave no México faltou, deu os resultados mais ambíguos.

A massa é menos firme do que o valor principal sugere. Converter um tamanho de anel numa massa depende de um fator de calibração retirado de simulações de computador, e a gama completa desse fator move a estimativa entre 6,0 e 6,7 milhares de milhões de sóis. As imagens não conseguem determinar a velocidade de rotação do buraco negro, embora favoreçam alguma rotação. E a equipa adverte que um bom ajuste aos dados é necessário, mas não é prova suficiente de que uma imagem está correta, uma vez que não existe uma imagem de referência da M87* para verificar.

Perguntas frequentes sobre a imagem do buraco negro M87*

A primeira imagem de um buraco negro é real?

Sim, de acordo com esta verificação independente. Uma equipa exterior à análise original, usando uma forma diferente de combinar os dados e uma IA que nunca tinha visto um buraco negro, recuperou um anel do mesmo tamanho e orientação. Detalhes finos como a espessura do anel ainda variam entre métodos.

Como se fotografa um buraco negro?

Fotografa-se o gás quente à sua volta. A luz desse gás curva-se em torno do buraco negro e forma um anel brilhante em torno de uma sombra escura. Para ver uma sombra tão pequena, o Event Horizon Telescope combina antenas de rádio por todo o planeta para funcionarem como um único telescópio tão largo quanto a Terra.

Qual é o tamanho do buraco negro M87*?

A nova análise coloca a sua massa em cerca de 6,5 mil milhões de vezes a do Sol, mais de mil vezes mais pesado do que o buraco negro no centro da nossa galáxia. O seu anel mede cerca de 42 microssegundos de arco no céu, demasiado pequeno para qualquer telescópio isolado resolver.

O que vem a seguir

Os dados abrangem quatro noites em abril de 2017, duas em abril de 2018, quando o Telescópio da Gronelândia se juntou ao conjunto, e duas em abril de 2021. A imagem original da M87* foi revelada a 10 de abril de 2019, e o desafio da equipa de Miyoshi apareceu em 2022 e 2024. Os investigadores da CSIRO dizem que o seu modelo congelado correu pela primeira vez nos dados da M87* a 4 de dezembro de 2025, e o artigo apareceu online a 11 de novembro de 2026, com as suas reconstruções e código tornados públicos.

Os autores esperam que observações planeadas com o instrumento NIRSpec do Telescópio Espacial James Webb mapeiem os movimentos de gás e estrelas no núcleo da M87 e apertem a massa. Thyagarajan diz que a técnica de triplos também pode ajudar campos que juntam muitos sensores num único mapa, desde imagiologia médica ao rastreio de sismos. Um prémio maior está mais longe: telescópios no espaço poderiam resolver o fino anel de fotões dentro da sombra e, com ele, medir finalmente a velocidade a que a M87* roda.

Referência: Lai et al., “Independent interferometric observable confirms black hole shadow in M87*,” Nature, 2026. DOI: 10.1038/s41586-026-11241-9

Etiquetas: inteligência artificial, astronomia, buracos negros, CSIRO, Event Horizon Telescope, M87

Conteúdo semelhante

O Euclid descobriu mais quasares antigos num ano do que a ciência encontrou numa década

Estrela gigante simula uma supernova a cada 113 dias porque um astro colapsado a devora

Os ventos do buraco negro do quasar H1821+643 são 100 vezes mais intensos do que os modelos previam

Os buracos negros mais pesados nascem da fusão de outros buracos negros

Webb mediu um buraco negro de 13 mil milhões de anos — formou-se antes da sua própria galáxia

JWST encontra algo cem mil milhões de vezes mais brilhante que uma estrela — não é uma estrela