一项强大的新技术已准备好彻底改变天文学家观测黑洞的方式，通过产生清晰、多色的图像，可以揭示它们随时间的动态演变。
通过补偿地球的湍流大气，这项名为频率相位转移（FPT）的技术使使用全球（EHT）阵列的科学家能够比以往任何时候都更清楚地看到宇宙物体的细节和微弱特征。此方法还通过扩大EHT的有限观测窗口来提高观测频率，从而使科学家能够创建黑洞活动的延时“电影”。
来自哈佛-史密松天体物理学中心（CfA）的天文学家。
观察宇宙的挑战始于，它会扭曲来自太空的无线电波。根据这项新研究的主要作者、CfA的天文学家Sara Issaoun的说法，这些失真在高频（例如230千兆赫（GHz）频段，也称为毫米波段，EHT当前使用）下尤其成问题，因为信号会被大气湍流和水蒸气迅速扰乱。因此，数据只能在短时间内收集，这限制了灵敏度，并且使检测微弱信号变得更加困难。
FPT技术的工作原理是利用大气变化以类似方式影响不同频率的事实，从而产生可测量的相关性。通过以较低频率（特别是86 GHz）进行观测，该频率经历较慢的大气波动，科学家们可以使用该数据来校正230 GHz处更快、更具破坏性的变化。这允许在高频下进行更长的平均时间，从而显着提高信号清晰度和灵敏度。Issaoun告诉Space.com，这种性能上的飞跃可能会使EHT检测到比以往更暗的黑洞和更精细的细节。西班牙的IRAM 30米望远镜（右）与夏威夷的亚毫米波阵列（SMA）（左上）和夏威夷的詹姆斯·克拉克·麦克斯韦望远镜（JCMT）（左下）合作执行了FTP技术。(图片来源：Pablo Torne (IRAM), Jonathan Weintroub (SMA), William Montgomerie (EAO/JCMT))
EHT是一个全球射电望远镜网络，它使用一种称为甚长基线干涉测量（VLBI）的技术来数字化地组合来自世界各地的观测数据。目前，EHT仅在每年4月运行约10天，因为天气条件与广泛的望远镜一致。通过使用FPT，天文学家可以大大扩展该窗口，从而创造机会更规律、更灵活地观测黑洞，即使在不够理想的天气条件下也是如此。
这种增加的频率是EHT的一个主要目标的关键：将黑洞的静态图像变成显示其随时间变化的方式。由于大多数黑洞演化缓慢，因此重复观测对于追踪物质如何围绕它们旋转、如何发射喷流以及磁场如何移动至关重要。通过在一年中更频繁地进行观测，EHT将能够观察黑洞随时间的变化——可能会首次实时捕捉现象，Issaoun指出。