6月20日,IT之家报道,据Space消息,研究人员近期公布了一种名为“频率相位转移”的新技术(IT之家注:Frequency Phase Transfer,简称FPT)。这项技术有望对黑洞观测方法产生根本性的变革,助力科学家捕捉到更加清晰、细节详尽且包含多种频率的黑洞图像,甚至能够实时动态地追踪黑洞的活动。
根据哈佛-史密森天体物理中心(CfA)的介绍,研究团队在全球事件视界望远镜系统中已挑选出三台望远镜进行实地测试。这些望远镜分别是西班牙维莱塔峰的IRAM 30米望远镜,以及位于夏威夷的詹姆斯・克拉克・麦克斯韦望远镜和次毫米阵列(Submillimeter Array)。
全球事件视界望远镜系统
据悉,这项“频率相位转移”技术的显著特点在于它能够有效抵消地球大气层的干扰,因此使得全球射电望远镜阵列系统中的事件视界望远镜(Event Horizon Telescope)得以看得更加清晰,观测范围也得以进一步扩大。据悉,这种技术能够显著增强望远镜的观测效率与时长,捕捉到更微弱的宇宙波动,甚至能够记录下“黑洞活动”的延时影像。
CfA的天文学家,该论文的首席作者Sara Issaoun提到,目前全球地面望远镜在观测宇宙时遇到的主要挑战之一,便是“地球大气对从太空传来的无线电信号产生的干扰”。特别是当前全球事件视界望远镜系统在230GHz(毫米波段)所遭遇的干扰问题尤为突出,这种干扰常由水汽和大气湍流引起,使得信号频繁受到干扰,每次观测的有效时间极为有限,这不仅限制了望远镜的灵敏度,还使得捕捉到微弱信号变得异常困难。
该新型“频率相位转移”技术的核心原理是,尽管不同频率的信号在受到干扰的程度上有差异,然而这些干扰现象彼此之间却存在着某种联系。科学家能够通过在更低的频率范围(如86GHz)进行观测,借助其相对稳定的大气特性,来推断并修正高频段中的快速变化,以此扩展高频观测的时间窗口,并提高观测数据的信噪比与质量,进而使望远镜具备探测以往难以观测到的暗弱黑洞及其周围结构细节的能力。
随后,Issaoun期望借助“频率相位转移”这项技术,使全球事件视界望远镜系统能够对黑洞进行持续的长期观测,进而精确记录黑洞物质流动、喷流喷发、磁场变化等动态过程,将黑洞从静态的“定格照”转变为生动的“动态影像”。