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翻譯：陳一萱

校對：牧夫天文校對組

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，可以在多個頻率下觀測射電波段的天空。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決定的。波長越長、頻率越低，光就越偏紅；反之，波長越短、頻率越高，光就越偏藍(lán)。每個頻率或波長都有自己獨(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“忽悠”你的大腦，讓你看到彩色的畫面。

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

不過，這事兒也不是沒有難度。大多數(shù)射電望遠(yuǎn)鏡一次只能觀測一個頻帶。所以，天文學(xué)家們得多次觀測同一個目標(biāo)，每次換個頻帶，最后再把圖像拼起來。對于很多天體來說，這沒啥問題，但對于變化快或者看起來很小的目標(biāo)，這就行不通了。圖像變化太快，根本沒法疊加。就像你的手機(jī)拍照，如果每種顏色都要花0.1秒來捕捉，拍風(fēng)景或自拍還行，但要是拍動作場面，圖像就對不上了。

這時候，新方法就派上用場了。研究團(tuán)隊采用了一種叫做“頻率相位轉(zhuǎn)移”（FPT）的方法，來克服大氣對射電波的干擾。他們在3毫米波長下觀測射電天空，追蹤大氣如何扭曲光線。這有點像光學(xué)望遠(yuǎn)鏡用激光追蹤大氣變化的方式。團(tuán)隊展示了如何同時在3毫米和1毫米波長下觀測天空，并利用3毫米的數(shù)據(jù)來校正和銳化1毫米波長下獲得的圖像。通過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，最新的研究只是對這項技術(shù)的一個演示。但它證明了這種方法是可行的。因此，未來的項目，比如下一代事件視界望遠(yuǎn)鏡（ngEHT）和黑洞探測器（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、彩色地“看見”黑洞了！

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