澳大利亞沙漠怪異信號之謎，終於被破解！

在射電天文學領域，人爲信號是個大麻煩。

美國研究人員在解開一個奇妙謎題的過程中，想出了一種技術，能更好地從太空信號裡過濾掉我們自己的無線電噪聲。

我們人類發出的無線電波很‘嘈雜’。當然了，我們用它來進行各種通信；不過我們的很多技術都是（無線電波的）來源，像電器、輸電線，還有汽油動力汽車裡的火花隙點火裝置都是。

這偶爾會引發一些有趣的問題，也許最出名的就是微波爐會在射電望遠鏡數據裡產生讓人困惑的信號。美國布朗大學的科學家最近識別出了另一個令人困惑的信號——這可能會推動射電天文學進步。

信號本身來自一臺電視。這並非令人費解之處。令人費解的是，2013年在澳大利亞偏遠沙漠中探測到該信號的默奇森寬場陣列（Murchison Widefield Array）位於一個指定的無線電靜區（designated radio quiet zone），這是一個嚴格防範人爲無線電干擾的大片區域。

該區域內不允許存在任何可能泄漏無線電波的東西。所有設施都設在法拉第籠式建築內。任何駛入該區域的汽車都需要使用柴油發動機。然而，這裡卻出現了一個電視廣播信號，肆無忌憚地劃過天空。

“然後我們突然想到，”布朗大學的物理學家喬納森·波伯說道，“我們說，‘我打賭這個信號是從飛機上反射過來的。’我們已經觀測到這些信號將近五年了，有幾個人曾提出它們是反射電視廣播信號的飛機。我們意識到我們或許真的能夠一次性證實這個理論。”

在我們這個科技日益發達的世界裡，射電天文學越來越難以避免射頻干擾。最大的潛在問題之一是大量以數千顆的規模組成星座羣被髮射的衛星。研究表明，這些衛星中的一些正在< a href="#">在爲天文學保留的頻段內泄漏無線電波。

地面射電靜區可以使儀器免受地面產生的干擾；但目前，還沒有辦法阻擋來自頭頂上方的信號。

“天文學正面臨着一場生存危機，”< a href="#">波伯解釋道。“人們的擔憂日益增長——甚至有一些報告指出——天文學家可能很快就無法像我們現在所知道的那樣進行高質量的射電觀測了，因爲衛星星座的干擾。這對像默奇森寬場陣列這樣同時觀測整個天空的望遠鏡來說尤其具有挑戰性。我們沒有辦法讓望遠鏡避開衛星。”

以前，任何被人爲無線電干擾污染的數據都會被直接丟棄，因爲要分離和提取污染信號太難了。但在未來，這種解決辦法是行不通的。

波伯和他在布朗大學的同事、物理學家傑德·杜查姆認爲，如果他們能找到一種方法分離出從飛過的飛機上反射回來的電視信號，他們或許就能開發出一種追蹤干擾信號的方法——這是提取干擾信號並重新獲取可用的射電天文數據所需的工具。

爲了描述默奇森廣域陣列探測到的信號特徵，研究人員使用多種方法來優化數據。第一種是一種被稱爲近場校正的技術，與射電望遠鏡通常進行的深空觀測相反，該技術對附近物體聚焦更強。

第二種是波束成形技術，該技術可增強默奇森寬場陣列接收到的彎曲近場信號。

通過這些技術，研究人員得以確定信號源是一架在11.7千米（38400英尺）高度以每小時792千米（492英里）的速度巡航的飛機。他們甚至確定了廣播源的具體情況——該頻率與澳大利亞第七電視網使用的一個數字電視頻道有關。

然而，他們無法確定負責（發出信號）的是哪架飛機，因爲公開可查的飛行記錄沒有追溯到2013年。但該團隊能夠得出的結論表明，可以從數據中提取無線電干擾，從而保留那些具有科學價值、否則可能會被廢棄的觀測結果。

“這是朝着能夠從數據中去除人爲干擾邁出的關鍵一步，”波伯說。“通過精準識別並只去除干擾源，天文學家可以保留更多的觀測結果，減少惱人的數據丟失情況，並增加做出重要發現的機會。”

只有時間能說明這個問題在未來幾年會變得多嚴重。但杜沙姆和波伯的工作表明，地面射電天文學可能還有發展的途徑，至少在一段時間內是這樣的。

這項研究已經發表在《澳大利亞天文學會出版物》上。