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大麦哲伦云超泡30 Doradus C研究进展

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天文学进展 2024年第1期42卷 26-39页

作者：陈晗晓池奕恒蒙怡帆陈阳周平孙磊孙玮南京大学天文与空间科学学院南京210023 南京大学现代天文与天体物理重点实验室南京210023 中国科学院紫金山天文台南京210008 中国科学院暗物质与空间科学重点实验室南京210008

超泡是由OB星协中大质量恒星星风或/及超新星爆炸驱动而产生的带壳层的巨型泡状星际介质结构,在多个波段都有明显的发射特征,是研究天体辐射机制的重要场所。30 DorC是大麦哲伦云中唯一已观测到明显非热辐射的超泡,非热辐射覆盖了整个... 详细信息

超泡是由OB星协中大质量恒星星风或/及超新星爆炸驱动而产生的带壳层的巨型泡状星际介质结构,在多个波段都有明显的发射特征,是研究天体辐射机制的重要场所。30 DorC是大麦哲伦云中唯一已观测到明显非热辐射的超泡,非热辐射覆盖了整个超泡区域且在壳层处最显著,是大麦哲伦云中结构最大的非热辐射源。回顾与总结了截至目前天文学界对30 DorC的研究成果,介绍了超泡内展源的基本情况,包括X射线热辐射、非热辐射以及其他波段的结果,同时对超泡内部已发现的点源信息做了整理,并讨论了超泡30 DorC内粒子加速的证据、可能的粒子加速机制、超泡形成原因等热点问题。

关键词：超泡大麦哲伦云星际介质

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超新星遗迹和脉冲星风云的X射线偏振成像

天文学进展 2024年第1期42卷 76-85页

作者：罗天贤周平南京大学天文与空间科学学院南京210046 现代天文与天体物理教育部重点实验室南京210046

年轻超新星遗迹和脉冲星风云中的高能粒子可以通过同步辐射产生X射线。对该辐射的偏振测量有助于揭示粒子加速区磁场的性质,进而研究粒子加速的机制。首颗X射线偏振成像卫星于2021年底发射升空,已揭示了数个年轻超新星遗迹和脉冲星风云... 详细信息

年轻超新星遗迹和脉冲星风云中的高能粒子可以通过同步辐射产生X射线。对该辐射的偏振测量有助于揭示粒子加速区磁场的性质,进而研究粒子加速的机制。首颗X射线偏振成像卫星于2021年底发射升空,已揭示了数个年轻超新星遗迹和脉冲星风云的X射线偏振图像。观测显示,仙后A和第谷超新星遗迹的偏振度较低,平均值分别约为2.5%和9%;而蟹状星云和船帆脉冲星风云的偏振度较高,平均值分别约为20%和45%。结果表明脉冲星风云的磁场较为有序,而两个年轻超新星遗迹的粒子加速区磁场是高度湍动的,且激波附近的磁场结构呈现径向分布。未来,随着对IXPE的使用越来越广泛,以及与我国建设中的增强型X射线时变与偏振探测器(eXTP)等更多望远镜投入使用,以上两类天体的磁场构型和粒子加速模型将得到进一步的限定。

关键词：超新星遗迹脉冲星风云偏振 X射线天文学粒子加速

不同的高斯过程方法在系外行星大气透射光谱数据处理中的比较研究

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天文学报 2024年第4期65卷 44-62页

作者：王锦鹏王炜欧阳青林李静西华师范大学物理与天文学院南充637002 中国科学院国家天文台光学天文重点实验室北京100101 中国科学院大学天文与空间科学学院北京100049

凌星法是研究系外行星大气的重要方法之一.在地面上对系外行星大气进行观测时,传统凌星法通常在目标星之外同时观测一颗或多颗参考星,利用较差光谱法并结合高斯过程回归,以同步监测并线性地消除凌星光变曲线内由于地球大气和仪器效应产... 详细信息

凌星法是研究系外行星大气的重要方法之一.在地面上对系外行星大气进行观测时,传统凌星法通常在目标星之外同时观测一颗或多颗参考星,利用较差光谱法并结合高斯过程回归,以同步监测并线性地消除凌星光变曲线内由于地球大气和仪器效应产生的系统噪声.尝试了一种新方法,即不使用较差光谱法,而是将参考星的光变曲线作为高斯过程的相关量来探索光变曲线中的系统噪声,该方法允许在目标星光变曲线和同时记录的时间序列间进行更灵活的非线性映射,以此详尽地探索凌星信号中存在的系统噪声.更进一步,还测试了没有参考星的情况,以模拟视场中无参考星的行星系统的凌星观测.对此进行了试验和研究,将此方法应用于一次热木星WASP-69b的凌星光谱数据中.研究发现,对于WASP-69b的这次凌星数据,新方法在使用参考星时获得的白光凌星深度精度优于传统方法,获得的分光光变曲线残差普遍小于传统方法得到的残差,而在没有参考星情况下,利用已知的凌星中心时间仍可以得出可接受的结果.更多针对凌星数据的测试,可进一步验证新方法的优势和适用性.

关键词：技术:分光行星与卫星:个别:WASP-69b 方法:数据分析方法:统计

基于深度学习的空间碎片激光测距信号实时识别方法

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激光与光电子学进展 2024年

作者：吴宸光吴志波何英张海峰秦思龙明亮张忠萍上海大学理学院物理系中国科学院上海天文台中国科学院空间目标与碎片观测重点实验室

针对空间碎片激光测距中信号难以准确实时识别的问题，本文提出了一种基于深度学习的空间碎片激光测距信号实时识别方法。利用深度学习中循环神经网络的长短期记忆网络(LSTM)，实现了对于传统信号识别方法难以识别的空间碎片激光测距信... 详细信息

针对空间碎片激光测距中信号难以准确实时识别的问题，本文提出了一种基于深度学习的空间碎片激光测距信号实时识别方法。利用深度学习中循环神经网络的长短期记忆网络(LSTM)，实现了对于传统信号识别方法难以识别的空间碎片激光测距信号的实时识别。LSTM擅长捕捉和保存时序数据中的长期依赖关系，能够处理缺失、噪声多或不规则的序列数据，同时有不俗的泛化能力。该方法通过实际观测数据验证，提高了空间碎片的识别率，相较回波信号相关法，不仅平均计算时间缩短了8%，而且信号识别的F1分数(回波信号识别精确度和召回率的综合指标)由0.2144提高至0.6068，提升了近两倍。本方法将对空间碎片的探测识别发挥重要作用，并为深度学习技术在空间目标激光测距中的应用提供了关键参考。

关键词：空间碎片激光测距深度学习信号实时识别

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火星弓激波上游离子回旋波的观测研究

天文学进展 2024年第2期42卷 286-298页

作者：李家威杨磊吴德金戴存礼李建平向梁罗庆宇程征伟中国科学院紫金山天文台行星科学重点实验室南京210023 中国科学技术大学天文与空间科学学院合肥230026 中国科学院国家空间科学中心空间天气学国家重点实验室北京100190 南京农业大学理学院南京210095 中国科学院紫金山天文台暗物质与空间天文重点实验室南京210023 洛阳师范学院空间物理研究所洛阳471934 洛阳师范学院电磁变换与探测重点实验室洛阳471934

离子回旋波广泛分布于火星弓激波上游,在卫星坐标系下其频率接近当地质子回旋频率,准平行于背景磁场方向传播,与在火星外逸层太阳风拾起新生H离子有关。该文基于磁流体理论,对MAVEN探测器观测到的离子回旋波进行事例分析,通过对等离子... 详细信息

离子回旋波广泛分布于火星弓激波上游,在卫星坐标系下其频率接近当地质子回旋频率,准平行于背景磁场方向传播,与在火星外逸层太阳风拾起新生H离子有关。该文基于磁流体理论,对MAVEN探测器观测到的离子回旋波进行事例分析,通过对等离子体密度扰动、速度扰动以及磁场扰动的参数拟合,发现该离子回旋波事件可用斜传播的快磁声波与平行传播的阿尔文波的叠加来解释。该文有助于进一步理解火星上游所观测到的离子回旋波相关扰动的物理本质,对其中等离子体物理过程的重新建模和数值模拟具有指导意义。

关键词：离子回旋波火星上游磁流体力学快磁声波阿尔文波慢磁声波

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月球空间天气探测与研究进展

深空探测学报（中英文） 2024年第2期11卷 159-168页

作者：罗冰显张贤国孙天然白先勇韦飞林瑞淋李磊张珅毅孔令高王馨悦谢良海彭松武唐斌斌张颖洁徐秋予冷双冯鹏远苏杨甘为群封莉田晖陈林杰颜毅华宋永亮刘四清邓元勇空间天气学国家重点实验室北京100190 中国科学院空间环境态势感知技术重点实验室北京100190 中国科学院国家空间科学中心北京100190 中国科学院大学北京100049 天基空间环境探测北京市重点实验室北京100190 中国科学院国家天文台北京100101 中国科学院紫金山天文台南京210023 北京大学地空学院北京100871

稳定的天体地质构造、与地球合适的距离、无稠密大气和全球磁场,使得月球成为日地月空间天气监测和研究的天然优良实验室。回顾了国内外月球空间天气探测和研究进展,梳理了月球空间天气关键科学问题及预报应用问题,提出了建立月球空间... 详细信息

稳定的天体地质构造、与地球合适的距离、无稠密大气和全球磁场,使得月球成为日地月空间天气监测和研究的天然优良实验室。回顾了国内外月球空间天气探测和研究进展,梳理了月球空间天气关键科学问题及预报应用问题,提出了建立月球空间天气监测站的构想,明确了监测站具体科学目标,并介绍了监测站三大系统构成及相互关系,包括监测系统、科学研究系统以及建模与预报系统。建立月球空间天气监测站对研究太阳爆发活动、日地月耦合关系以及月球局地环境的变化具有重要的科学意义,也有利于促进月球空间天气建模和预报技术的发展,提升未来月球科研探索任务空间环境保障能力。

关键词：月球空间天气月球空间天气探测和研究月球空间天气监测站月球空间天气预报

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高空大气风切变时空分布特征研究

北京航空航天大学学报 2024年

作者：杨钧烽程旋王建美张依鸣胡雄肖存英北京师范大学天文与天体物理前沿科学研究所中国科学院国家空间科学中心中国科学院空间环境态势感知技术重点实验室北京师范大学天文系中国科学院国家空间科学中心太阳活动与空间天气重点实验室深空探测实验室

火箭发射阶段容易受到高空大气风场影响，火箭设计需要考虑风切变特性。基于2000-2022年NCEP再分析资料，利用综合矢量风的方法整体分析了东亚区域地面至30 km的高空大气风切变特征，并结合大气环流和高空急流分析了其时空分布成因，研... 详细信息

火箭发射阶段容易受到高空大气风场影响，火箭设计需要考虑风切变特性。基于2000-2022年NCEP再分析资料，利用综合矢量风的方法整体分析了东亚区域地面至30 km的高空大气风切变特征，并结合大气环流和高空急流分析了其时空分布成因，研究表明，最多风向、最大风速和风切变都具有显著的季节、高度和水平变化。利用20年的台站气球探空数据进行了差异性分析，表明再分析资料低估了实际风切变强度。将计算的高空大气风切变应用到两型火箭发射段风攻角的评估，结果表明，风切变在低层和7～18 km影响显著。研究结果有助于全面掌握中国风切变分布特征，为火箭风场设计提供参考。

关键词：风切变综合矢量风高空急流火箭设计攻角

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光学瞬变源后随观测系统设计与应用

实验技术与管理 2024年第10期41卷 131-140页

作者：张记成王晓锋曾祥云张天萌莫军北京师范大学天文与天体物理前沿科学研究所北京102206 北京师范大学物理与天文学院北京100875 清华大学物理系北京100084 三峡大学天文与空间科学研究中心湖北宜昌443000 中国科学院国家天文台空间天文与技术重点实验室北京100101 中国科学院大学天文与空间科学学院北京101408

近年来,国内外陆续建设并投入运行了多台巡天光学观测设备,产生了海量观测数据,发现并证认了许多具有较高研究价值的瞬变源。因为瞬变源增多和望远镜观测资源有限,为提升清华大学-马化腾巡天望远镜后随观测响应能力,该文设计了新疆南山... 详细信息

近年来,国内外陆续建设并投入运行了多台巡天光学观测设备,产生了海量观测数据,发现并证认了许多具有较高研究价值的瞬变源。因为瞬变源增多和望远镜观测资源有限,为提升清华大学-马化腾巡天望远镜后随观测响应能力,该文设计了新疆南山瞬变源后随观测系统(SNOVA)。该系统采用商业化配件,在统一的控制架构平台基础上,技术人员经系统选型与软硬件安装联调,实现了自动化观测运行。系统为瞬变源后随观测提供了高质量数据,有助于进一步了解天体目标的物理参数与演化性质,同时也为开展远程观测提供了一种有效途径。

关键词：瞬变源后随观测光学望远镜观测系统自动化系统集成

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高层大气密度的午夜极大值特征分析与建模

天文学报 2024年第1期65卷 88-98页

作者：汪宏波张明江熊建宁中国科学院紫金山天文台南京210023 中国科学院空间目标与碎片观测重点实验室南京210023

利用CHAMP(CHAllenging Minisatellite Payload)、GRACE-A(Gravity Recovery and Climate Experiment-A)、SWARM-C(The Earth's Magnetic Field and Environment Explorers-C)等3颗极轨卫星的资料,研究360—480km高层大气密度在低纬度区域的午夜极大值(Midnight Density Maximum,MDM)现象.MDM一般出现在23:00-02:00 LT(Local Time)之间,峰值位置在低纬度15°以内,谷值位置在中纬度35°-45°附近,整体略偏向南半球,振幅约为平均密度的26%.随着高度增大以及太阳辐射水平的增强,MDM振幅呈减小趋势;冬至和夏至日附近的季节效应会减弱MDM振幅,在春秋分日的振幅最大.用3个主流大气模型DTM2000(Drag Temperature Model 2000),NRLMSISE00(US Naval Research Laboratory,Mass Spectrom-eter and Incoherent Scatter radar)和JB2008(Jacchia-Bowman 2008 model)对MDM进行模拟,JB2008没有刻画出MDM现象;另两个模型低估了MDM效应,在360km和480km两个高度DTM2000模型的振幅仅为观测的46%和53%,NRLMSISE00模型仅为观测的33%和26%;模型没有准确刻画出MDM与高度、辐射水平和季节的关系.联合3颗卫星的资料,研究了-种基于地理纬度的6阶勒让德多项式,同时融合地方时和高度因素的经验函数,在振幅和相位上可以较好地刻画MDM特征,相关系数达到0.923,可为大气密度模型的修正提供借鉴,服务于低轨道航天器高精度轨道预报.

关键词：大气效应大气密度模型方法数据分析