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澳洲沙漠地帶的干擾信號給了地面電波天文學一線生機

2025年03月02日 首頁 » 熱門科技

澳洲沙漠地帶的干擾信號給了地面電波天文學一線生機


人為信號對無線電天文學是個重大問題,人類於無線電波段十分嘈雜,除了廣泛用於各類通信,許多科技產品也是信號來源,從電器設備、電力線路,到引擎點火系統,皆會產生無線電干擾。干擾偶爾會產生有趣問題,最著名案例,或許是微波爐曾在無線電望遠鏡數據產生奇怪信號。美國布朗大學(Brown University)最近發現另一個神秘信號,可能有助改善電波天文學干擾處理。

這次的信號來自電視廣播,信號本身並不奇怪,奇怪的是,2013年澳洲偏遠沙漠地區的「默奇森廣域數組」(Murchison Widefield Array,MWA)偵測到這個信號,這地區卻為無線電寂靜區(radio quiet zone),嚴格禁止一切人造無線電信號,不允許任何可能泄露無線電波的設備,所有設施都裝在法拉第籠內,任何進入車輛也必須用柴油引擎。然這次電視廣播信號卻清楚出現在望遠鏡數據。科學家第一反應就是:「這個信號可能經過飛機反射」,多年許多人懷疑這信號可能是飛機反射電視廣播,科學家終於有機會確認理論。

澳洲沙漠地帶的干擾信號給了地面電波天文學一線生機


默奇森廣域數組的其中一隅。

科技日益發展的時代,無線電波頻干擾越來越難避免,最嚴重挑戰來自大規模人造衛星。近年大量低軌衛星升空,部分衛星發現會泄露無線電波,甚至干擾天文學專用頻段。地面無線電寂靜區雖然能保護天文望遠鏡免受地面干擾,但尚無任何方法阻擋天上信號。之前難分離污染信號,科學家通常直接捨棄人為干擾後數據。然無線電「污染」越來越嚴重,這方法不再可行。

科學家認為,如果能分離飛機反射電視信號,就可能發展出關注干擾信號的技術,再剔除噪聲,保留有價值的天文觀測數據。為了分析默奇森廣域數組偵測到的信號,研究員采兩種方法精煉數據:

用這兩種方法,研究員確定信號來自11.7公里高空、時速792公里的飛機巡航時反射的電視電波,甚至關注到信號頻率,來自澳洲「Seven Network」數字電影片道。但公開飛航記錄未遠至2013年,無法確定哪架飛機造成反射,但研究已證明,科學家可從數據分離人造干擾信號,拯救原本可能丟棄的天文數據。

將來無線電干擾或許會繼續惡化,但團隊發現,至少可預見的未來,地面無線電天文學仍有一線生機。論文發表在《澳洲天文學會期刊》(Publications of the Astronomical Society of Australia)。

(圖片來源:MWA Telescope)

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