イベントホライズンテレスコープの天文学者たちは、電波空を複数の周波数で観測する新しい方法を開発した。これにより、間もなく超大質量ブラックホールのカラー画像を撮影できるようになる。
色は興味深いものである。物理学では、光の色はその周波数または波長によって定義されると言える。波長が長いほど、または周波数が低いほど、光はスペクトラムの赤い端に向かう。青い端に向かうと、波長は短くなり周波数は高くなる。各周波数または波長には独自の色がある。
もちろん、我々はそのようには見ていない。我々の目は網膜にある3つの異なるタイプの錐体細胞で色を見る。これらは赤、緑、青の光の周波数に敏感である。我々の心はこのデータを使ってカラー画像を作成する。デジタルカメラも同様に動作する。赤、緑、青の光を捉えるセンサーを持っている。そして、コンピューターの画面は赤、緑、青のピクセルを使用し、我々の脳をだましてカラー画像を見せる。
電波光は見ることができないが、電波望遠鏡は帯域として知られる色を見ることができる。検出器は周波数帯域として知られる狭い周波数範囲を捉えることができる。これは光学検出器が色を捉える方法と似ている。異なる周波数帯域で電波空を観測することによって、天文学者は「カラー」画像を作成できる。
しかし、これには問題がないわけではない。ほとんどの電波望遠鏡は一度に一つの帯域しか観測できない。そのため天文学者は、カラー画像を作成するために異なる帯域で物体を複数回観測しなければならない。多くの物体にとって、これは全く問題ないが、急速に変化する物体や見かけの大きさが小さい物体には機能しない。画像があまりにも急速に変化するため、画像を重ね合わせることができない。スマートフォンのカメラが画像の各色を捉えるのに10分の1秒かかると想像してみてほしい。風景写真や自撮りには問題ないが、アクション撮影では異なる画像が一致しないだろう。
ここで、この新しい方法が登場する。チームは周波数位相転送(FPT)として知られる方法を使用して、電波光の大気歪みを克服した。3mm波長で電波空を観測することによって、チームは大気がどのように光を歪めるかを追跡できる。これは光学望遠鏡がレーザーを使用して大気の変化を追跡する方法と似ている。チームは3mmと1mm波長の両方で同時に空を観測し、それを使用して1mm波長で収集された画像を補正し鮮明化する方法を実証した。この方法で大気歪みを補正することによって、電波天文学者は異なる電波帯域で連続画像を撮影し、それらすべてを補正して高解像度カラー画像を作成できる。
この方法はまだ初期段階にあり、この最新の研究は技術の実証に過ぎない。しかし、この方法が機能することを証明している。そのため、次世代EHT(ngEHT)やBlack Hole Explorer(BHEX)などの将来のプロジェクトは、この方法を基盤として構築できるだろう。そして、それは我々がブラックホールをライブでカラーで見ることができることを意味するのだ。