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研究人員公布 FPT 新型天文觀測技術,可提升黑洞觀察能力


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更新日期:2025702
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IT之家 6 月 20 日消息,據 Space 報道,目前研究人員公布一項名為「頻率相位轉移」(IT之家注:Frequency Phase Transfer,FPT)新型技術,該技術有望徹底改變黑洞觀測方式,幫助科學家捕捉更加清晰、細節豐富且帶有多種頻率色彩的黑洞圖像,甚至實現對黑洞活動的實時動態追蹤。

綜合哈佛-史密森天體物理中心(CfA)介紹,目前研究團隊已在全球事件視界望遠鏡系統中選取了 3 台進行實地測試,包括位於西班牙維萊塔峰的 IRAM 30 米望遠鏡、以及夏威夷的詹姆斯・克拉克・麥克斯韋望遠鏡和次毫米陣列(Submillimeter Array)等測試相應技術。

研究人員公布 FPT 新型天文觀測技術,可提升黑洞觀察能力

▲ 全球事件視界望遠鏡系統

據悉,這項「頻率相位轉移」技術的核心優勢在於其能夠補償地球大氣的擾動影響,從而讓事件視界望遠鏡(Event Horizon Telescope)這一全球射電望遠鏡陣列系統能看得更清、看得更遠。據稱可令相應望遠鏡大幅提升觀測的頻率與時間跨度、探測到更微弱的宇宙信號,甚至可以拍攝出「黑洞活動的延時電影」。

CfA 天文學家、相應論文研究的第一作者 Sara Issaoun 指出,目前全球地面望遠鏡觀測宇宙面臨的最大難題之一就是「地球大氣對來自太空的無線電信號造成的乾擾」。尤其是目前全球事件視界望遠鏡系統所使用的 230GHz(毫米波段)乾擾尤其嚴重,信號容易被水汽和大氣湍流擾亂,導致每次觀測時間非常短,限制了靈敏度,也難以捕捉微弱的信號。

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而這一新型「頻率相位轉移」技術的原理在於,雖然不同頻率的信號受到擾動程度不同,但這些擾動之間存在相關性。科學家可以通過在更低頻段(例如 86GHz)進行觀測,利用其相對穩定的大氣表現來反推並校正高頻段的快速擾動,從而延長高頻觀測時段,並提升觀測數據的信噪比和數據質量,使望遠鏡其有能力探測以往無法觀測到的暗弱黑洞及其周邊結構細節。

後續,Issaoun 希望借助於這項「頻率相位轉移」技術,令全球事件視界望遠鏡系統對黑洞進行長期持續觀察,從而實現精確捕捉黑洞的物質的流動、噴流噴發、磁場變化等過程,令黑洞從「定格照」變成「動態影像」。

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