世界上第一張黑洞的彩色圖像正在路上

事件視界望遠鏡的天文學家們開發了一種新的方法，可以在多個頻率下觀察無線電天空，這意味着我們將很快能夠捕捉到超大質量黑洞的彩色圖像。

顏色是一個有趣的事物。在物理學中，我們可以說光的顏色是由其頻率或波長定義的。波長越長，或頻率越低，光就越偏向光譜的紅色端。向藍色端移動，波長變短，頻率變高。每個頻率或波長都有其獨特的顏色。

當然，我們並不是這樣看待它的。我們的眼睛通過視網膜中的三種不同類型的錐體來感知顏色，這些錐體對紅色、綠色和藍色光頻率敏感。然後，我們的大腦利用這些數據來創建彩色圖像。數碼相機的工作原理類似。它們有傳感器來捕捉紅色、綠色和藍色光。你的電腦屏幕則使用紅色、綠色和藍色像素，這使我們的腦袋誤以爲看到了彩色圖像。

雖然我們看不見無線電波，但無線電望遠鏡可以看到被稱爲波段的不同頻率。探測器可以捕捉到一個狹窄的頻率範圍，稱爲頻率波段，這與光學探測器捕捉顏色的方式是類似的。通過觀察無線電天空的不同頻率波段，天文學家可以製作出一幅‘彩色’圖像。

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但這並非沒有問題。大多數射電望遠鏡一次只能觀察一個頻段。因此，天文學家必須在不同頻段多次觀察一個對象，以創建彩色圖像。對於許多對象來說，這完全沒問題，但對於快速變化的對象或表觀尺寸較小的對象，這就行不通了。圖像變化得太快，以至於無法將圖像疊加在一起。想象一下，如果你的手機相機每捕捉一個顏色的圖像需要十分之一秒。這對於風景照片或自拍來說沒問題，但對於動作鏡頭，不同的圖像就無法對齊。

這就是這種新方法的用武之地。團隊使用了一種稱爲頻率相位轉移（FPT）的方法來克服射電光的氣象失真。通過在3毫米波長下觀察射電天空，團隊可以追蹤大氣如何扭曲光。這類似於光學望遠鏡使用激光跟蹤大氣變化的方式。團隊展示了他們如何能夠同時在3毫米和1毫米波長下觀察天空，並利用這一點來校正和銳化由1毫米波長收集的圖像。通過這種方式校正大氣失真，射電天文學家可以在不同的射電頻段捕捉連續圖像，然後將它們全部校正，以創建高分辨率的彩色圖像。

這種方法仍處於早期階段，而這項最新研究只是對該技術的一個展示。但這證明了該方法是有效的。因此，未來的項目，比如下一代事件視界望遠鏡（ngEHT）和黑洞探測器（BHEX），將能夠基於這一方法進行開發。這意味着我們將能實時看到黑洞，而且是彩色的。

這篇文章的 原始版本 發表於 《宇宙今日》。

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