分类： 天文学 >> 天文学 提交时间： 2023-11-24 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要：我国预计2025 年发射的巡天空间望远镜(Chinese Space Station Telescope，CSST)，主要用于开展大规模的多色成像与无缝光谱巡天工作。 发射前需要利用地基望远镜对空间望远镜的光学成像系统､探测器，以及设备长时间运行稳定性进行地面测试。设计了兴隆观测基地80cm望远镜的无缝光谱地面测试，利用A型恒星､B型恒星和沃尔夫拉叶星HD4004的强吸收和发射线特征，拟合色散方程，并发现色散方程具有空间分布特征。对HR3173的53条数据的零级谱位置信息及色散方程系数进行了二次曲面拟合，并利用该曲面对HR3173零级像位置范围内的HR718数据进行了波长定标，得到的CCD上8×13 pixels范围内的平均视向速度精度为51 km/ s。
分类： 天文学 >> 天文学 提交时间： 2023-11-24 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要：30~300 MHz的甚高频(Very High Frequency，VHF)频段是重要的射电天文波段，该频段观测采用天线阵组阵方式。稀布阵列具有空间分辨率高､副瓣电平低以及造价低等优点， 进一步的天线阵综合加权可以对天线阵主瓣波束进行有效赋形，对最大旁瓣副瓣(Maximum Side Lobe)电平和远区栅瓣(Far Side Lobe)电平进行抑制，首先回顾了射电天文甚高频稀布阵列研究发展和现状， 以及将会遇到的难点，提出了首先优化最优稀布天线阵元排布，进一步提出融合高性能计算平台+FPGA SOPC的稀布甚高频射电天文阵列信号处理结构体系，在图形处理器(Graphics Processing Unit，GPU)或者云计算平台上完成对天线阵各阵元频点加权参数的计算，然后通过高速总线将计算参数下发到前端的信号处理板中，通过FPGA SOPC完成对加权参数的配发。进一步分析计算了多波束情况下的数据率，可以实现实时的参数配置。本文成果为下一步大规模甚高频天线阵架设提供了技术依据。
分类： 天文学 >> 天文学 提交时间： 2023-11-24 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要：在天文观测中，长缝光谱仪是一种常用的光谱观测设备。国家天文台兴隆观测基地2. 16 m望远镜搭载的北京暗天体摄谱仪( Beijing Faint Object Spectrograph and Camera，BFOSC)的长缝光谱模式应用广泛，但没有配备专用的数据处理软件。通常用户观测后采用IRAF(Image Reduction and Analysis Facility)软件利用交互方式处理。介绍了一款针对BFOSC长缝光谱的自动化数据处理软件，数据处理过程包括本底(bias)和平场( flat)改正､背景改正､抽取光谱和波长定标等，展示了对实测数据进行处理的结果，并与IRAF 软件处理的结果进行了对比。该软件在完成所有光谱处理必需步骤的基础上实现了自动化运行，并采用优化抽谱方法，能够自动扣除大部分宇宙线，保证了高精度的输出结果。
分类： 天文学 >> 天文学 提交时间： 2023-11-24 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要： 基于盖亚( Gaia) 天体测量数据建立的盖亚天体参考系( Gaia Celestial Reference Frame，GCRF)与基于甚长基线干涉测量(Very Long Baseline Interferometry，VLBI)建立的国际天球参考系(International Celestial Reference Frame，ICRF)具有一定的系统差异，需要对盖亚的数据进行外部的独立评估，以建立光学和射电参考架连接。国际上对参考架的连接普遍采用在光学和射电波段都有辐射的天体，在暗端(星等G≥15)使用类星体，在亮端( G≤13) 使用射电星。由于普通VLBI 观测申请批准的周期长，难度大，因此，我们尝试将一部分射电星的观测转向数量较多的测地观测，在测地观测中搭载相位参考模式来观测射电星。为了测试这种观测的可行性，我们在IVS(The International VLBI Service for Geodesy and Astrometry)和LBA(Large Baseline Array)的测地观测中搭载相位参考观测，选取Del Lib和HR 1099 作为实验的目标源。观测得到了这两颗射电星的VLBI图像､流量和单历元坐标，且坐标精度高于前人；同时结合前人的数据，对这两颗射电星进行了视差和自行拟合，结果与前人和盖亚的结果相符，且部分精度更高。验证了测地模式中搭载相位参考观测射电星的可行性， 为后续丰富射电星VLBI 天体测量样本，连接光学与射电参考架奠定了一定的基础。
分类： 天文学 >> 天文学 提交时间： 2023-11-17 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要：光变是耀变体(Blazars)最基本的观测特征之一，其日内光变(Intra-Day Variability，IDV)的产生仍然是一个存在争议的问题。将4LAC-DR2 目录与第5 期Roma-BZCAT 目录相结合，利用ALLWISE 项目的数据研究了不同类别耀变体的中红外日内光变的特征。结果显示: (1)低峰频耀变体(Low Synchrotron Peaked Blazars，LSPs)的日内光变相比于中峰频耀变体(Intermediate Synchrotron Peaked Blazars，ISPs) 和高峰频耀变体( High Synchrotron Peaked Blazars，HSPs)展现出更大的光变幅度；(2) 平谱射电类星体(Flat Spectrum Radio Quasars，FSRQ)的日内光变相比蝎虎座BL 型星体(BL Lacertae objects，BL Lacs)也展现出更大的光变幅度，而且两者的颜色变化都有变亮变蓝的趋势；(3)与非费米(Fermi)探测到的耀变体相比，费米卫星探测到的耀变体的日内光变展现出更小的光变幅度。基于上述结果研究认为，观测到的耀变体中红外波段辐射可能来自于~10-4 pc 的空间尺度范围，其日内光变的产生可能与喷流内部的物理过程有关，日内光变的光变幅度可能与光谱能量分布( Spectral Energy Distribution，SED)的同步峰存在紧密联系。
分类： 天文学 >> 天文学 提交时间： 2023-11-17 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要：为完成对太阳射电爆发15 MHz~15 GHz 频谱的监测，云南天文台研发4套太阳射电频谱仪，频率覆盖范围依次为15~80 MHz，100~750 MHz，600~4 200 MHz和4~15 GHz，分别称为十米波､米波､分米波和厘米波太阳射电频谱仪。十米波段太阳射电频谱仪的谱分辨率和时间分辨率分别为7. 6 kHz和1 ms; 米波段和分米波段太阳射电频谱仪的谱分辨率和时间分辨率分别为9 . 5 kHz和10 ms; 厘米波段太阳射电频谱仪的谱分辨率和时间分辨率分别为76 kHz和10 ms; 每套设备包括天线系统､接收机和数字频谱仪。为实现超高谱分辨率，需要的快速傅里叶变换(Fast Fourier Transform，FFT)点数最高达到262 144，在现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，FPGA)上，通过一个FFT IP 核(Intellectual Property Core)不能实现如此高点数的快速傅里叶变换运算。对于大点数的快速傅里叶变换，需要对数据行列分解后做并行处理，从而将其转化为两个小点数的快速傅里叶变换。通过对并行算法的研究，使用Matlab对该算法进行仿真，并应用在数字频谱仪上。数字频谱仪测试结果与仿真结果具备良好的一致性，表明该算法在数字频谱仪上的成功应用。主要介绍太阳射电频谱仪的组成和基于现场可编程门阵列实现超高谱分辨率的方法。
分类： 天文学 >> 天文学 提交时间： 2023-11-16 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要：为了验证北斗星基增强系统(BeiDou Satellite Based Augmentation System，BDSBAS)多路径误差特性与国际民航双频多星座(Dual-Frequency Multi-Constellation，DFMC)星基增强系统多径误差模型的符合性，首先从导航系统信号特征出发，比较了北斗卫星导航系统(Beidou Navigation Satellite System，BDS)､全球定位系统( Global Positioning System，GPS) 和伽利略卫星导航系统(Galileo satellite navigation system，GALILEO)频点信号特征；然后基于国际民航双频多星座北斗星基增强系统多路径误差模型的要求，提出一种双频多星座北斗星基增强系统多路径误差特性验证方法；最后，通过航空天线群延时试验以及实测数据对其符合性进行验证。结果表明: (1)BDS，GPS和GALILEO双频信号特征基本一致；(2)试验使用的航空天线符合DO-373天线群延时特性要求；(3)BDS，GPS和GALILEO多路径误差曲线变化趋势基本一致，双频多星座北斗星基增强系统多路径误差特性符合国际民航组织(International Civil Aviation Organization，ICAO)多路径模型要求。
分类： 天文学 >> 天体物理学 分类： 天文学 >> 恒星和银河系 提交时间： 2023-11-03
摘要：The pulsar radio emission mechanism remains an enigma since over half a century. A radiation process requires not only to explain the coherency and high degree of polarization of the emission, but also nanobursts, characteristic frequency of emission, and problems like “death line”, which can#2;not be well understood in the context of long standing cap models and recent models of magnetic reconnection. This article proposes a dynamo process in pulsar magnetosphere. Through centrifu#2;gal force the last closed magnetic field lines can be amplified to a critical value of, BT ∼ 104T, which triggers magnetic reconnection responsible for the instability required in coherent curvature radiation, so that a number of problems can be interpreted. The time scale of magnetic field pile up and relaxation can be short or long for young or old pulsars respectively, which naturally account for the diverse intermittencies exhibited in pulsars and FRBs.
分类： 天文学 >> 天文学 提交时间： 2023-10-23 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要：我国1m新真空太阳望远镜(New Vacuum Solar Telescope，NVST)能够实现优于0.2″的高分辨成像观测，但还不具备高分辨磁场的常规观测能力。很多磁结构和太阳活动都存在于较小的尺度，需要进行高分辨磁场测量。1m新真空太阳望远镜的台址具备优良的视宁度，若磁像仪具备快速调制能力，并配合高分辨统计重建技术，有望实现亚角秒分辨率的太阳磁场测量。1m新真空太阳望远镜测量磁场面临的主要问题包括折轴光路带来的时变偏振､望远镜姿态变化和风载带来的光轴偏移以及湍流的影响等多种问题。针对太阳磁场高分辨观测的需求及1m新真空太阳望远镜面临的太阳磁场测量问题，详细分析了1m新真空太阳望远镜太阳光球磁场的测量需求，制定了磁像仪的基本参数，提出了偏振分析器需求，设计了光球磁场的高分辨观测方案。最后利用ZEMAX光学设计软件为磁像仪设计了光路，结果显示光学设计能够满足高分辨成像的需求。
分类： 天文学 >> 天文学 提交时间： 2023-10-23 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要：伽马射线暴(Gamma-Ray Bursts，GRBs)的分类是伽马暴领域未解决的热点问题，为了解决这个问题，我们搜集了Swift观测具有缓慢衰减和随后衰减特征的X射线余辉光变曲线样本(180个已知红移的伽马暴)，其中长伽马暴(Long Gamma-Ray Bursts，LGRBs)172个， 短伽马暴(Short Gamma-Ray Bursts，SGRBs)8个，并选择平滑拐折幂律函数使用马尔可夫链蒙特卡罗(Markov Chain Monte Carlo，MCMC)方法拟合了这些X射线余辉光变曲线，获得光变特性参数后，分析两类暴的光变特性参数α1(缓慢衰减指数)､α2(正常衰减指数)､Ta(静止系下缓慢衰减结束时间)的分布是否存在差异以及两类暴是否遵循相同的相关关系。研究发现，(1)两类暴的光变特性参数α1，α2 和Ta 的分布范围､中值和平均值都非常接近，没有显示出明显的不同，随后的K-S检验结果进一步表明，这两类暴的光变特性参数分布没有显著差异。(2)我们选取的两类暴均遵循如下相关关系:Lx –Ta，Lx -Eγꎬiso，S-T90和Eγꎬiso -T90，而且它们在散点图上不可区分。这些统计结果表明，两类暴的这些光变特性是相似的，因而，我们推断两类伽马暴具有同一物理起源，它们的喷流结构也可能相同。
分类： 天文学 >> 天文学 提交时间： 2023-10-23 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要：经过几十年的发展，太阳的空间探测取得了巨大的成就。然而，极区磁场的演化和太阳子午流的反演一直受到投影效应的影响，同时太阳爆发中的电流片急需原位探测。因此， 脱离黄道面的极轨探测和抵近太阳的“触摸”探测成为当前国际太阳物理领域急需发展的空间项目。鉴于极轨和抵近轨道的实施困难，低成本和高效的轨道部署方案是任务顺利执行的关键。提出一种新颖的利用特殊小行星入轨的方案。根据小行星数据库的资料，分别统计和分析了目前已发现的高倾角以及近日点靠近太阳的小行星的轨道参数，并提出了搭载小行星的方案。该方案能够大大减少卫星入轨时间并节约成本，同时还可以与小行星探测相结合。 如果项目得以实施，将是人类在利用小行星方面迈出的一大步。
分类： 天文学 >> 天文学 提交时间： 2023-10-23 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要：TXS 1206+549(红移z =1.344)是目前发现的最遥远的伽马噪窄线赛弗特1型星系。利用广域红外巡天探测器(Wide-field Infrared Survey Explorer，WISE)的长期测光数据，从两个方面系统研究了TXS 1206+549中红外波段的光变性质。首先，联合3种统计方法，研究了TXS 1206+549的日内光变(Intraday Variability，IDV)，发现TXS 1206+549在2022年4月29日达到迄今为止所有WISE观测窗口的最亮水平，表现出非常特殊的光变过程:在约1.24天内， 3.4μm和4.6μm波段分别持续变暗约1.1mag和1.0mag。据调研，这是第1次报道关于TXS 1206+549高置信度的中红外波段日内光变。TXS 1206+549在3.4μm和4.6μm波段的占空系数(Duty Cycle，DC)分别为27.8%和13.7%，明显低于Rakshit等人的结果，这是由于我们采用了相对保守的日内光变标准(大于3σ)。基于所有WISE观测窗口的测光数据(共21个窗口)，研究了均方根-流量(rms-flux)关系，发现两者之间存在显著的线性关系。另外，发现TXS 1206+549在长时标上未表现出显著的颜色变化(即消色差)，但在天量级时标上普遍表现出变亮变蓝(Bluer-When-Brighter，BWB)的趋势。结果暗示不同时标上TXS 1206+549的中红外波段光变机制不同:长期光变可能与多普勒效应相关，日内光变则可能与喷流中的激波有关。
分类： 天文学 >> 天文学 提交时间： 2023-10-23 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要：膜厚均匀性是制备高性能光学薄膜的一项重要指标。为进一步提高2.4m主镜反射膜膜厚均匀性，针对大口径望远镜镀膜设计了膜厚均匀性优化方案。基于真空热蒸发遵循的余弦分布律，结合ZZ3200型真空镀膜机的几何结构和望远镜镀膜的实际需求，编写膜厚计算程序，模拟膜厚理论分布情况，给出膜厚优化设计方法和优化结果。方法一:在蒸发源内侧合适的位置加入修正挡板，结果表明，挡板的曲率半径安装误差在3mm以内，膜厚均匀性峰谷(Peak to Valley，PV)值由不加挡板时的15%下降到4%，该方法具有一定的普适性，但是挡板安装位置要精确控制；方法二:结合反射主镜中间的圆孔结构，设计双圈蒸发源，结果表明，当内外圈蒸发源的中心距分别为10cm和130cm，且满足外圈蒸发源的数量为内圈的12 倍时，膜厚均匀性峰谷值为1.85%。该方法是针对中心具有圆孔镜面设计的，适用于大多数反射式天文望远镜镀膜。
分类： 天文学 >> 天文学 提交时间： 2023-10-23 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要： 地基太阳望远镜磁像仪在进行偏振测量时会受到大气湍流的影响，导致测量结果不准确。通过同步探测波前像差，对太阳窄带偏振图像退卷积重建的方法可以克服窄带滤光器带来的偏振测量通道光子数水平较低等问题，将高分辨图像重建算法应用到太阳偏振图像的重建中。在重建过程中，波前估计不准确会导致重建的偏振图像受到I的串扰，与真实的偏振信号之间存在一定偏差。为了研究同步重建过程中波前复原精度对偏振图像重建精度的影响， 通过建立仿真模型，对不同视宁度和不同波前复原精度下I 对偏振信号的串扰进行了仿真。 结果表明，偏振图像的重建质量与波前复原精度正相关，在一定的条件下，增加用于图像重建的帧数和降低图像分辨率等方法也可以降低I 对偏振信号的串扰。
分类： 天文学 >> 天文学 提交时间： 2023-10-23 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要： 基于亚毫米波阵列(Submillimeter Array，SMA)的1 mm波长的长时间监测数据，利用贝叶斯分层模型对耀变体的光变曲线进行拟合，估算了155个耀变体的射电亮温度和光变多普勒因子。利用Wilcoxon秩和检验，比较了蝎虎座BL型天体(BL Lac)子样本和平谱射电类星体(Flat Spectrum Radio Quasar，FSRQ)子样本的亮温度和多普勒因子分布，也比较了费米耀变体和非费米耀变体的亮温度和多普勒因子分布。结果表明:(1)相对蝎虎座BL型天体，平谱射电类星体平均具有更高的多普勒因子；(2)相对非费米耀变体，费米耀变体平均具有更高的亮温度和多普勒因子。通过与15GHz波段的亮温度和多普勒因子进行比较发现，射电亮温度和多普勒因子可能有向更高频率降低的趋势。
分类： 天文学 >> 天文学 提交时间： 2023-10-20 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要：光变是耀变体(Blazar)的重要观测特征。为了研究耀变体的多波段光变特征，收集了Fermi (LAT)，中小型口径研究望远镜系统(Small and Moderate Aperture Research Telescope System，SMARTS)，SWIFT(XRT)和亚毫米波阵列(Submillimeter Array，SMA)发布的PKS 1424-41在γ波段(0.1~100 GeV)､光学R波段､近红外K波段､X波段和射电波段的流量或星等值。用离散相关函数(Discrete Correlation Function，DCF)对各个波段光变曲线间进行相关性分析，结果表明，γ波段､X波段､光学R波段､近红外K波段和射电波段彼此间存在强相关性，各波段之间存在时间延迟。该结果支持同步辐射模型。利用LSP(Lomb-Scargle Periodogram)方法分析了PKS 1424-41的γ波段在一个爆发时间段(MJD 56100-56500)的光变曲线准周期振荡(Quasi-Periodic Oscillations，QPO)，发现它在这个时间段具有~75天和~50天两个准周期振荡，比值为3∶2。喷流自身的螺旋结构及在其中运动的高能等离子体团块的辐射，可能是这类月量级准周期振荡的起源。
分类： 天文学 >> 天文学 提交时间： 2023-10-20 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要：为探究Astrometry.net和SCAMP两款软件在天测位置定标时的应用差异以及以不同方式运行软件所得定标效果的差异，分别介绍了两款软件位置定标的原理，以ZTF(Zwicky Transient Facility)的100张巡天图像为测试图像，以Gaia DR2为参考星表，分别以4种不同的定标流程对测试图像进行了位置定标。从计算总耗时､星表匹配情况和坐标均方根(Root Mean Square，RMS)偏差3个方面，比较了不同流程所得定标的结果，同时也与ZTF给出的定标结果进行了对比。结果表明，Astrometry.net能够快速给出粗略的线性定标结果，SCAMP可以快速在前者的基础上直接进行扭曲修正，两者相结合的定标流程平均耗时仅为1 s，所得定标结果的平均赤经赤纬均方根偏差均小于70毫角秒(小于0.1个像素)，优于仅使用Astrometry.net所得定标结果。由此可见，搭配使用Astrometry.net和SCAMP可以实现更快速且更准确的天测位置定标，可推广应用到时域天文巡天项目的数据处理上。
分类： 天文学 >> 天文学 提交时间： 2023-10-20 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要：几何扭曲(Geometric Distortion，GD)是电荷耦合器件(Charge-Coupled Device，CCD)高精度测量不可忽略的因素，通常需要细致的观测工作导出，这必然占用宝贵的观测时间。
利用丽江观测站2.4m望远镜观测密集星场的CCD图像，初步发现了图像几何扭曲随天顶距(Zenith Distance，ZD)的变化规律。具体地，本文参考Gaia DR3 星表提供的位置信息并进行数据归算，改正了较差颜色折射(Differential Color Refraction，DCR) 效应，求解出不同观测时间CCD的几何扭曲模型，并使用四阶多项式拟合。结果表明，CCD图像的几何扭曲与观测时的天顶距存在一定的相关性。在像素x方向，几何扭曲模型四次项x4， x3 y， x2 y2 和xy3､二次项x2和xy与天顶距存在较明显的线性关系；在y方向，与天顶距存在线性关系的系数项为四次项x4和xy3､三次项xy2和二次项xy。
分类： 天文学 >> 天文学 提交时间： 2023-10-20 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要：射电天文望远镜是天文观测､深空探测等研究的关键设备，提高其灵敏度､降低系统噪声温度具有重要意义。然而，由于分配给射电天文的频段受限，且常与其他业务共用，射电天文望远镜容易受到强烈的射频干扰。这些干扰进入射频接收机后，在低温放大器内产生交互调干扰､放大器饱和等问题，抬高了噪声本底，降低了射电望远镜对微弱信号的探测灵敏度。利用滤波超表面技术可以对射电天文射频干扰进行有效的抑制，但需要控制引入的额外噪声。提出了一种降低滤波超表面在射电天文望远镜中引入噪声温度的方法，分别研究了滤波超表面的耗散性损耗和反射损耗与噪声温度的关系，通过对不匹配反射波朝向的约束实现了噪声温度的最小化。应用本文提出的方法，可以使系统噪声温度降低35.4%。若将滤波超表面设置在致冷室内，可以实现仅0.11K的额外噪声温度。
分类： 天文学 >> 天文学 提交时间： 2023-10-18 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要：deepCR宇宙线识别方法是哈勃空间望远镜(Hubble Space Telescope，HST)剔除宇宙线的有效方法，但这一方法是否可以满足中国空间站望远镜(China Space Station Telescope，CSST)的要求，始终缺乏科学的定量分析。采用哈勃望远镜的真实观测数据，对deepCR宇宙线识别方法进行了深入分析，对其稳定性和可用性进行了实测研究。 结果表明，deepCR 在天空背景区域识别宇宙线的灵敏度较高，但越靠近星像中心，deepCR识别宇宙线的灵敏度越低。分析了宇宙线密度和测光精度的关系，发现当宇宙线密度达到9%时，几乎100%的星受到宇宙线的污染；当宇宙线密度达到14%时，对于不同轮廓面积的星，存在20%~50%的异常测光结果。实验结果表明，deepCR宇宙线识别模型稳定性相对较好，一次建模后可以在较长时间内应用。但在高精度测光等应用场景仍面临着一系列问题，需要有针对性的解决方案。
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