周一 · 知古通今 | 周二 · 牧夫?qū)?/strong>

周三 · 太空探索 | 周四 · 觀測(cè)指南

周五 · 深空探索 | 周六 · 茶余星話 | 周日 · 視頻天象

翻譯：陳一萱

校對(duì)：牧夫天文校對(duì)組

后期：胡永葳

責(zé)任編輯：王啟儒

事件視界望遠(yuǎn)鏡的天文學(xué)家們最近搞出了一套新方法，可以在多個(gè)頻率下觀測(cè)射電波段的天空。這意味著，我們很快就能拍到超大質(zhì)量黑洞的“彩色照片”啦！

顏色這玩意兒挺有意思的。在物理學(xué)里，光的顏色是由它的頻率或波長(zhǎng)決定的。波長(zhǎng)越長(zhǎng)、頻率越低，光就越偏紅；反之，波長(zhǎng)越短、頻率越高，光就越偏藍(lán)。每個(gè)頻率或波長(zhǎng)都有自己獨(dú)特的顏色。

當(dāng)然，我們?nèi)搜鄄⒉皇沁@么“專業(yè)”。我們的視網(wǎng)膜上有三種不同的視錐細(xì)胞，分別對(duì)紅、綠、藍(lán)三種光敏感。大腦把這些信息拼在一起，就形成了我們看到的彩色圖像。數(shù)碼相機(jī)的工作原理也差不多：它們用傳感器捕捉紅、綠、藍(lán)三種光，然后你的電腦屏幕用紅、綠、藍(lán)像素點(diǎn)“忽悠”你的大腦，讓你看到彩色的畫(huà)面。

雖然我們看不見(jiàn)射電波，但射電望遠(yuǎn)鏡能“看見(jiàn)”它們的“顏色”，也就是所謂的頻帶。探測(cè)器可以捕捉一個(gè)狹窄的頻率范圍，稱為頻帶，這和光學(xué)探測(cè)器捕捉顏色的方式類似。通過(guò)在不同的頻帶上觀測(cè)射電天空，天文學(xué)家們可以拼出一張“彩色”的圖像。

不過(guò)，這事兒也不是沒(méi)有難度。大多數(shù)射電望遠(yuǎn)鏡一次只能觀測(cè)一個(gè)頻帶。所以，天文學(xué)家們得多次觀測(cè)同一個(gè)目標(biāo)，每次換個(gè)頻帶，最后再把圖像拼起來(lái)。對(duì)于很多天體來(lái)說(shuō)，這沒(méi)啥問(wèn)題，但對(duì)于變化快或者看起來(lái)很小的目標(biāo)，這就行不通了。圖像變化太快，根本沒(méi)法疊加。就像你的手機(jī)拍照，如果每種顏色都要花0.1秒來(lái)捕捉，拍風(fēng)景或自拍還行，但要是拍動(dòng)作場(chǎng)面，圖像就對(duì)不上了。

這時(shí)候，新方法就派上用場(chǎng)了。研究團(tuán)隊(duì)采用了一種叫做“頻率相位轉(zhuǎn)移”（FPT）的方法，來(lái)克服大氣對(duì)射電波的干擾。他們?cè)?毫米波長(zhǎng)下觀測(cè)射電天空，追蹤大氣如何扭曲光線。這有點(diǎn)像光學(xué)望遠(yuǎn)鏡用激光追蹤大氣變化的方式。團(tuán)隊(duì)展示了如何同時(shí)在3毫米和1毫米波長(zhǎng)下觀測(cè)天空，并利用3毫米的數(shù)據(jù)來(lái)校正和銳化1毫米波長(zhǎng)下獲得的圖像。通過(guò)這種方式校正大氣干擾，射電天文學(xué)家們就能在不同的射電頻帶上連續(xù)拍攝圖像，然后把它們校正合成，得到一張高分辨率的彩色圖像。

M87星系中心超大質(zhì)量黑洞的多頻模擬圖。

Credit: 事件視界望遠(yuǎn)鏡（EHT），D. Pesce，A. Chael

這種方法還處于早期階段，最新的研究只是對(duì)這項(xiàng)技術(shù)的一個(gè)演示。但它證明了這種方法是可行的。因此，未來(lái)的項(xiàng)目，比如下一代事件視界望遠(yuǎn)鏡（ngEHT）和黑洞探測(cè)器（BHEX），將能夠在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步發(fā)展。這意味著，我們將能夠?qū)崟r(shí)、彩色地“看見(jiàn)”黑洞了！

————— END —————

『天文濕刻』 牧夫出品

微信公眾號(hào)：astronomycn

廣告 vs. 實(shí)物

謝謝閱讀