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祝融号火星表面磁场探测仪的沿轨标定

中国科学：地球科学 2024年第2期54卷 573-586页

作者：罗浩杜爱民葛亚松张莹李海英田琳张魁祥孙树全赵琳李智冯晓中国科学院地质与地球物理研究所深地资源装备技术工程实验室北京100029 中国科学院大学地球与行星科学学院北京100049 中国科学院国家天文台北京100101

作为中国首次火星探测计划“天问一号”任务的一部分,祝融号火星车于2021年5月15日成功着陆火星表面,并开始在乌托邦平原南部进行科学探测.祝融号火星表面磁场探测仪(RoMAG)是火星车上六个有效载荷之一,它由两个相同的高灵敏度三轴磁通... 详细信息

作为中国首次火星探测计划“天问一号”任务的一部分,祝融号火星车于2021年5月15日成功着陆火星表面,并开始在乌托邦平原南部进行科学探测.祝融号火星表面磁场探测仪(RoMAG)是火星车上六个有效载荷之一,它由两个相同的高灵敏度三轴磁通门磁强计组成,随火星车在火星表面进行移动磁测量.尽管在发射前已经进行了火星车磁补偿以消除磁干扰,但由于有效载荷和太阳能电池板等在发射前后的状态不同,需要对磁强计进行沿轨校准,以获得更精确的火星磁场.本文分别利用桅杆偏航旋转和火星车偏航旋转两种方法确定火星水平磁分量.结果表明,两种方法测得的火星水平磁场分量具有较好的一致性,均方根偏差小于2.0nT.火星背景磁场垂直分量则可根据干扰场呈现偶极场分布的假设来约束.磁场测量值与太阳能帆板电流之间的线性相关关系可用于常规探测中的磁场校准,可以得到更精确的火星表面背景磁场.

关键词：祝融号火星表面磁场探测仪沿轨标定岩石剩磁

基于Bi-LSTM神经网络的大气阻力系数预测

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大地测量与地球动力学 2024年

作者：陈祥戴吾蛟张梦晨边朗唐成盼李凯中南大学地球科学与信息物理学院中国空间技术研究院西安分院中国科学院上海天文台

大气阻力难以精确建模，是低轨卫星精密定轨与轨道预测最大的动力学误差源。定轨处理考虑利用时变的大气阻力系数（Cd）以吸收大气阻力模型误差，从而获得较好的轨道拟合结果。然而由于缺少精确的建模方法反映Cd参数的时变特征，导致轨... 详细信息

大气阻力难以精确建模，是低轨卫星精密定轨与轨道预测最大的动力学误差源。定轨处理考虑利用时变的大气阻力系数（Cd）以吸收大气阻力模型误差，从而获得较好的轨道拟合结果。然而由于缺少精确的建模方法反映Cd参数的时变特征，导致轨道预报误差逐渐发散。针对这一问题，提出基于Bi-LSTM神经网络预测Cd参数的轨道预报方法。首先通过动力学定轨法解算GRACE-C卫星（GRCC）和Sentinel-3A卫星（SN3A）长期的Cd参数序列，再采用Bi-LSTM神经网络方法进行Cd参数预测。结果显示，GRCC和SN3A卫星Cd预测值的MAE均值分别为0.030 2和0.077 4,RMSE均值分别为0.041 6和0.101 8。将Cd参数预测结果运用到两颗卫星4组轨道预报实验中，结果表明，GRCC卫星预报7 d的最高平均精度为12.28 m，平均精度提升率均在90%以上；SN3A卫星最高平均精度为16.00 m，平均精度提升率最高可达74.82%。

关键词：神经网络大气阻力系数低轨卫星轨道预报

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极端质量比旋近数据分析方法研究综述

北京大学学报(自然科学版) 2024年

作者：邹晓博 Soumya Mohanty 谢群英陈弦罗洪刚刘玉孝韩文标矫佳庚张学昊赵少东郭意扬王瀚之金书竹北京大学物理学院兰州大学理论物理中心甘肃省理论物理重点实验室中国科学院大学国际理论物理中心(亚太地区) 中国科学院上海天文台中国科学院数学与系统科学研究院科学与工程计算国家重点实验室兰州大学物理与科学技术学院中国科学院晨兴数学中心 University of Texas Rio Grande Valley

极端质量比旋近(Extrem Mass-Ratio Inspiral， EMRI)是指质量比在104～107之间的双星系统，其中小质量天体被捕获后绕大质量黑洞旋近，期间损失的能量以引力波的形式向外辐射。旋近结束前的最后一年估计能产生105个旋近周期，因此可提... 详细信息

极端质量比旋近(Extrem Mass-Ratio Inspiral， EMRI)是指质量比在104～107之间的双星系统，其中小质量天体被捕获后绕大质量黑洞旋近，期间损失的能量以引力波的形式向外辐射。旋近结束前的最后一年估计能产生105个旋近周期，因此可提供丰富的引力波相位演化信息。小质量天体处在大质量黑洞的强引力环境中，运动轨迹能反映大质量黑洞周围的时空结构，其波形可用来限制引力理论、无毛定理等；大质量黑洞一般处在星系中心，星系所处的天文学环境会在波形中留下痕迹；多个波源能给出大黑洞的质量、自旋分布，可用于限制宇宙演化和星系演化等。基于上述科学意义，EMRI成为空间引力波计划LISA、太极和天琴的重要观测目标，EMRI的数据分析就成为一个重要任务。EMRI波形的高维度和复杂性对数据分析方法较要求高，目前还没有公认的满意答案。首先回顾了LISA模拟数据挑战赛中提出的方法和最近的讨论，然后基于自身研究总结了难点、提出了改进方法，最后讨论了之后的发展可能用到的几个线索。

关键词：极端质量比旋近信号探测参数估计频谱法匹配滤波

太阳塔高分辨率光谱观测系统研制与实验教学应用

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实验技术与管理 2024年第6期41卷 132-142页

作者：张记成孙英姿张文昭高健邓元勇王东光张洋王刚王晓帆王建王丙祥侯俊峰陈洁北京师范大学天文与天体物理前沿科学研究所北京100875 北京师范大学天文系北京100875 中国科学院国家天文台北京100101 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北京100049 中国科学院大学天文与空间科学学院北京100049

该文以推进实测天文课程教学改革与提升天文实验教学质量为目标,对太阳塔硬件基础设施进行重新设计与系统优化,研制了一套太阳塔高分辨率光谱观测系统。该系统满足太阳光球、色球层特征谱线的高分辨观测需求,可达到研究太阳黑子和耀斑... 详细信息

该文以推进实测天文课程教学改革与提升天文实验教学质量为目标,对太阳塔硬件基础设施进行重新设计与系统优化,研制了一套太阳塔高分辨率光谱观测系统。该系统满足太阳光球、色球层特征谱线的高分辨观测需求,可达到研究太阳黑子和耀斑特性的观测精度。开放式的光路设计与模块化实验平台有助于学生将光学理论与天文实践相结合。文章设计“定标汞灯的光谱拍摄与谱线证认”和“太阳高分辨率光谱拍摄与谱线证认”两个实操型创新实验,从多重视角增进学生开展有关太阳科研的兴趣。实验将实践教学与科学研究充分结合,有效推动了天文实验类课程的教学改革。

关键词：太阳塔高分辨率光谱观测实验创新教学改革

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高能X射线光谱分析工具——SasalPy

原子与分子物理学报 2024年第4期41卷 99-113页

作者：郝明月梁贵云王凯毛俊捷河北大学保定071002 中国科学院国家天文台北京100101 清华大学北京100084

等离子体模型是天文学家解析高能天体观测数据的重要工具,发展精确便利的等离子体模型有助于研究者高效的进行高能X射线光谱分析工作.在现有的SASAL等离子体模型的基础上进一步提出一种新的基于Python语言的高能X射线光谱分析工具包Sasa... 详细信息

等离子体模型是天文学家解析高能天体观测数据的重要工具,发展精确便利的等离子体模型有助于研究者高效的进行高能X射线光谱分析工作.在现有的SASAL等离子体模型的基础上进一步提出一种新的基于Python语言的高能X射线光谱分析工具包SasalPy,并从理论框架、功能性和差异性方面阐述SasalPy的可靠性和精确性.线辐射和连续辐射计算结果表明,原子参数如跃迁速率、碰撞强度等会对合成光谱产生明显地影响.以Capella星冕的体微分发射度为基础开展了三个温度的光谱合成应用,并通过与其他等离子体模型辐射损失结果的对比,说明SasalPy在X射线能段比较精确可靠.

关键词：等离子体模型高能X射线线辐射连续辐射合成光谱辐射损失

基于玻色凝聚Rb原子气体相位Ramsey干涉的磁场探测

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深圳大学学报(理工版) 2024年

作者：吴嘉涛方瑞环韩成银马翥詹畅李懋捷黄嘉豪鹿博李朝红中山大学物理与天文学院量子工程与精密测量实验室深圳大学量子精密测量研究所物理与光电工程学院射频异质异构集成全国重点实验室粤港澳大湾区量子科学中心

基于玻色凝聚原子气体的磁场探测可兼顾高灵敏度和高空间分辨率．利用一维光晶格中玻色凝聚87Rb原子气体■(F为原子总角动量的量子数，mF为F能级的磁量子数)的双光子跃迁，已实现基于相位Ramsey干涉的精密磁场探测．本研究利用交叉光阱... 详细信息

基于玻色凝聚原子气体的磁场探测可兼顾高灵敏度和高空间分辨率．利用一维光晶格中玻色凝聚87Rb原子气体■(F为原子总角动量的量子数，mF为F能级的磁量子数)的双光子跃迁，已实现基于相位Ramsey干涉的精密磁场探测．本研究利用交叉光阱中玻色凝聚87Rb原子气体■的单光子跃迁，实验研究了频域Ramsey干涉、时域Ramsey干涉及相位Ramsey干涉，并基于相位Ramsey干涉评估了静态磁场测量的灵敏度和空间分辨率．通过对比上述3种Ramsey干涉的实验结果，发现相位Ramsey干涉可有效避免频域Ramsey干涉条纹的畸变和时域Ramsey干涉的退相干效应，从而提高静态磁场测量的灵敏度和准确度．在无磁屏蔽环境中，利用体积为(1.31±0.03)×10-9cm3的玻色凝聚87Rb原子气体，获得了■的灵敏度，通过压缩原子气体制备时间和提高信号积累时间，灵敏度有望得到进一步提升．

关键词：光学 Ramsey光谱光学泵浦原子激光冷却与囚禁玻色凝聚原子气体精密磁场探测

三轴形变核^(131)Ba中的奇异集体激发模式

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物理学报 2024年第11期73卷 89-100页

作者：韦锐周厚兵王思成丁兵强赟华贾晨旭陈红星郭松 C.M.Petrache D.Mengoni A.Astier E.Dupont 吕冰锋 D.Bazzacco A.Boso A.Goasduff F.Recchia D.Testov F.Galtarossa G.Jaworski D.R.Napoli S.Riccetto M.Siciliano J.J.Valiente-Dobon C.Andreoiu F.H.Garcia K.Ortner K.Whitmore A.Ataç-Nyberg T.Bäck B.Cederwall E.A.Lawrie I.Kuti D.Sohler T.Marchlewski J.Srebrny A.Tucholski 广西师范大学物理科学与技术学院桂林541004 广西核物理与核技术重点实验室桂林541004 中国科学院近代物理研究所兰州730000 中国科学院大学北京100049 巴黎萨克雷大学 CNRS/IN2P3IJCLab奥赛91405 帕多瓦大学物理和天文学系帕多瓦I-35131 意大利国家核物理研究所帕多瓦分部帕多瓦I-35131 意大利国家核物理研究所莱尼亚罗国家实验室莱尼亚罗(帕多瓦)I-35020 费拉拉大学理学与自然科学院费拉拉西蒙菲莎大学化学系本拿比BC V5A 1S6 皇家理工学院物理系斯德哥摩尔S-10691 国家研究基金会iThemba加速器科学实验室西萨默塞特7123 西开普大学物理与天文系贝尔维尔ZA-7535 HUN-REN原子核研究所德布勒森4001 华沙巴斯德拉大学重离子实验室华沙02-093

利用意大利Legnaro实验室串列静电加速器提供的65 MeV^(13)C束流与122Sn靶的熔合蒸发反应布居了^(131)Ba的高自旋态,并搭建了新的能级纲图.新的能级纲图由15条转动带组成,包括三对手征双重带,其中两对正宇称手征带为赝自旋-手征四重带.... 详细信息

利用意大利Legnaro实验室串列静电加速器提供的65 MeV^(13)C束流与122Sn靶的熔合蒸发反应布居了^(131)Ba的高自旋态,并搭建了新的能级纲图.新的能级纲图由15条转动带组成,包括三对手征双重带,其中两对正宇称手征带为赝自旋-手征四重带.正负宇称手征带通过一系列增强的E1跃迁连接,表明它们之间存在八极关联.在低自旋区域搭建了一条新的转动带,通过一系列γ跃迁向νh1_(1/2)晕带退激.这种能级结构与摇摆带相似,但基于现有的实验证据还难以将它确认为摇摆带,不能排除其他集体激发机制,如γ振动的影响.

关键词：高自旋态手征带赝自旋八极关联摇摆运动

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超亮超新星光变特征和供能机制的统计分析

北京师范大学学报（自然科学版） 2024年第1期60卷 21-29页

作者：董晓菲刘良端高鹤北京师范大学天文与天体物理前沿科学研究所北京北京师范大学天文系北京华中师范大学天体物理研究所湖北武汉夸克与轻子物理教育部重点实验室(华中师范大学) 湖北武汉

统计了91颗贫氢超亮超新星的光变特征,并结合3种供能模型进行了蒙特卡罗模拟,以探究实际观测对其能源机制的约束.结果显示:这些超亮超新星在g波段的平均峰值绝对星等为(-21.34±0.8),上升和下降时标分别分布在7~79和14~114 d,并呈现显... 详细信息

统计了91颗贫氢超亮超新星的光变特征,并结合3种供能模型进行了蒙特卡罗模拟,以探究实际观测对其能源机制的约束.结果显示:这些超亮超新星在g波段的平均峰值绝对星等为(-21.34±0.8),上升和下降时标分别分布在7~79和14~114 d,并呈现显著正相关;模拟结果表明磁星和相互作用机制都可能为大部分超亮超新星供能,在相互作用模型中,基于壳层分布假设的模拟结果与观测符合得更好.国内各大巡天项目(如CSST、司天工程)未来将探测到更多高红移超亮超新星,以期为相关科研人员深入了解宇宙中的恒星演化和爆炸过程提供重要数据.

关键词：超新星光变曲线毫秒磁星马尔可夫链蒙特卡罗

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银河系双星团及星团群研究进展

天文学进展 2024年第2期42卷 187-202页

作者：单星美刘桂梅钟靖林清上海天文馆(上海科技馆分馆) 上海201306 中国科学院上海天文台上海200030 中国科学院大学北京100049

疏散星团是研究恒星形成和演化理论的理想实验室,然而星团的形成模式仍是一个基本但未解决的问题。为了深入探讨星团的形成与演化模式,首先需要从观测上证认出具有物理联系的双星团或星团群系统。开展双星团及星团群性质的研究可以为深... 详细信息

疏散星团是研究恒星形成和演化理论的理想实验室,然而星团的形成模式仍是一个基本但未解决的问题。为了深入探讨星团的形成与演化模式,首先需要从观测上证认出具有物理联系的双星团或星团群系统。开展双星团及星团群性质的研究可以为深入理解恒星等级成团形成的模式提供重要线索;此外,双星团与星团群为研究同一片分子云中星团的形成与演化模式提供了绝佳的机会,并有助于理解星团和母分子云在形态及运动学特性之间的联系。从双星团及星团群的样本甄选和形成机制等出发,简单介绍银河系双星团及星团群的研究历史,着重讨论了Gaia时代该领域的研究近况。

关键词：疏散星团双星团银河系