加那利群島拉帕爾馬島的MAGIC 望遠鏡是為了觀測發射高能伽馬射線的宇宙物體（即超新星或黑洞）而建造的。天文學家使用雙望遠鏡測量恒星的直徑，以研究其整個生命周期的過程。對于地球上的望遠鏡來說，這是一項具有挑戰性的任務，因為恒星的角直徑非常小，只有幾毫角秒，即使是世界上最大的望遠鏡也無法直接測量它們。因此研究人員通過組合來自數十米距離的多個望遠鏡的光來記錄物體的光強度——這種技術稱為強度干涉測量法。 然而，信號非常微弱，因此任何雜散信號和串擾都會淹沒它們。在評估了多種品牌的數字化儀后，研究所最終選擇了虹科 M4i.4450-x8 數字化儀。

圖1：位于加那利群島拉帕爾馬島海拔2200m以上的雙望遠鏡MAGIC

項目背景

遙遠恒星的直徑是通過將從恒星接收到的光的變化數字化來測量的。在觀測過程中計算互相關性并對其進行平均，以確定其隨望遠鏡之間距離的變化。當恒星在天空中移動時，幾何形狀會發生變化，測量形狀需要沿多個軸進行觀察。

圖2：MAGIC（主要大氣伽馬射線成像切倫科夫）是世界上最大的空氣切倫科夫望遠鏡，每個直徑為 17m

大氣切倫科夫成像望遠鏡（IACT）具有大型鏡子，對光學光子產生的一些光電子信號的響應時間約為一納秒。這意味著它們非常適合光學干涉測量觀測。由于它們對可見波長的敏感性以及 IACT 的長基線光強度干涉測量，可以實現數十至微角秒的角分辨率。該項目在兩個直徑 17m IACT 的相機頂部安裝了一個簡單的光學裝置，并觀察了兩個望遠鏡測量的三顆不同恒星的光子強度的相干波動。

虹科應用

由于要處理大量數據，該系統使用虹科的SCAPP軟件（虹科CUDA Access for Parallel處理）。這是一種將從數字化儀收集的所有數據發送到 NVIDA PC 圖形卡的方法。因為 GPU 圖形處理器具有多達 5000 個核心，可提供更快的數據處理速度。這使得錄音能夠以每秒 500 兆樣本的高分辨率運行。

圖3：HK-M4i.4450-x8 2通道數字化儀，500 MS/s

“我們發現這些卡不僅在我們測試的所有 PC 卡中具有最低水平的雜散信號和串擾，”馬克斯·普朗克物理研究所負責該項目電子開發的 David Fink 說道，“而且每張卡的性能也相同，更有利于比較每個望遠鏡的信號之間的差異。該技術對通道之間的相關信號和串擾非常敏感，包括從光學傳感器到安裝數字化儀的計算機沿途拾取的任何信號。從長遠來看，這些數字化儀使我們能夠精確測量波動，并未納秒時間尺度上的光強度測量提供了前所未有的靈敏度，比 20 世紀 70 年代納拉布里干涉儀所達到的靈敏度高出大約十倍。”

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審核編輯 黃宇