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基于TESS数据的早型食双星HD190967、HD35921、HD228854和HD100213轨道周期变化的分析研究

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天文学报 2024年第4期65卷 135-147页

作者：张玉豪刘进忠刘荷蕾吕国梁张余新疆大学物理科学与技术学院乌鲁木齐830046 中国科学院新疆天文台乌鲁木齐830011

HD190967、HD35921、HD228854和HD100213都是O型或B型的早型双星,轨道周期分别为6.519 d、4.0024 d、1.8855 d和1.3872 d,它们都属于长周期双星.这类双星数目少,且难以获得完整的光变曲线.TESS(Transiting Exoplanet Survey Satellite)空间望远镜的长时标、短曝光和高精度光度测量为这4颗源提供了优质的数据.利用从TESS获取的光极小时刻和历史数据,对这4颗早型双星的轨道周期进行了分析研究.研究表明4颗源的轨道周期都有长期增加的趋势,HD228854和HD100213的轨道周期除了长期增加外还叠加了正弦变化.分析发现HD190967、HD228854和HD100213这3颗恒星轨道周期增加的原因是伴星与主星间的物质交流造成的,HD35921轨道周期增加的原因是主星星风损失.目前HD228854和HD100213的轨道周期正弦变化比较合理的解释是由于第三天体影响导致的光时轨道效应.

关键词：双星:掩食技术:测光恒星:早型星方法:数据分析

基于数值模拟的大口径高精度射电望远镜台址风障优化设计研究

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天文学报 2024年第2期65卷 15-27页

作者：何飞龙许谦王娜李琳黄释怡中国科学院新疆天文台乌鲁木齐830011 中国科学院大学北京100049 中国科学院射电天文重点实验室乌鲁木齐830011 新疆射电天体物理重点实验室乌鲁木齐830011 新疆大学物理科学与技术学院乌鲁木齐830046 西华师范大学物理与天文学院南充637002

随着射电望远镜口径增大、观测频率提高,对其指向精度的要求也越来越高.然而,望远镜服役于野外台站,台址风扰对天线指向精度的影响在高频段观测时已不能忽略.由于风扰的时变性,现有的抗风方法无法保障大口径高指向精度望远镜在高频段的... 详细信息

随着射电望远镜口径增大、观测频率提高,对其指向精度的要求也越来越高.然而,望远镜服役于野外台站,台址风扰对天线指向精度的影响在高频段观测时已不能忽略.由于风扰的时变性,现有的抗风方法无法保障大口径高指向精度望远镜在高频段的有效观测时长.因此,提出了一种基于风障精确布置改善台址风环境的方法.通过数值模拟构建了风障仿真模型,并将仿真结果与风洞实测数据比较,两种孔隙率风障的平均误差分别为3.7%和6.1%,保证了风障模型的可靠性.以新疆奇台射电望远镜(QiTai radio Telescope,QTT)台址为例,基于QTT台址斜坡地形构建了计算域模型,开展单风障不同高度、不同孔隙率的系列风场仿真试验,得到了风障参量与下游挡风效果的关系.基于单风障合理高度和最优孔隙率设置南北风障,仿真结果表明在确定高度下最优孔隙率可以组合,孔隙率0.1-0.1组合的风障挡风效果最优,南方向来风在天线区域可以有效降低75%以上的风速.

关键词：望远镜方法:数值台址风障风场调控

一种基于元学习的大口径射电望远镜俯仰轴承故障辨识方法研究

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天文学报 2024年第3期65卷 82-91页

作者：朱金浩许谦薛飞何飞龙梁娟许多祥中国科学院新疆天文台乌鲁木齐830011 中国科学院大学北京100049 中国科学院射电天文重点实验室乌鲁木齐830011 新疆射电天体物理重点实验室乌鲁木齐830011

在经过长期运行后大口径射电望远镜俯仰轴会出现微小扭曲,滚动轴承作为承载俯仰轴的核心部件,也会因长期承受交变载荷增加疲劳风险,导致轴承寿命以及望远镜指向精度的下降,极大影响望远镜的性能.以俯仰轴承为研究对象,开展故障辨识方法... 详细信息

在经过长期运行后大口径射电望远镜俯仰轴会出现微小扭曲,滚动轴承作为承载俯仰轴的核心部件,也会因长期承受交变载荷增加疲劳风险,导致轴承寿命以及望远镜指向精度的下降,极大影响望远镜的性能.以俯仰轴承为研究对象,开展故障辨识方法研究,可为望远镜天线的高性能运行提供重要支撑.为实现在有限数据和复杂工作条件下准确地辨识俯仰轴承故障,提出了一种小样本条件下基于元学习的故障辨识方法(Few-shot Meta-learning Fault Identification, FMFI).首先将不同工况下的原始信号转换为时频图像数据,之后按照元学习协议将数据样本随机采样到不同的学习任务中.在有限样本的条件下, FMFI可以通过训练任务中的样本信息获取通用的先验知识,在未知的测试任务下实现准确快速的故障辨识.选取了与望远镜俯仰轴承工况具有相似性的变负载轴承数据集进行实验,实验结果表明, FMFI方法具有很高的准确性和可靠性,为大口径射电望远镜俯仰轴承的主动运维和高质量服役提供了有力的技术支持.

关键词：望远镜仪器:俯仰轴承方法:数据分析方法:模式识别

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龙虾眼X射线光学器件的曲率半径统计规律

光学学报 2024年第13期44卷 316-323页

作者：张彬张臣黎龙辉戴妍峰贾振卿凌志兴姜博文张双南中国科学院国家天文台空间天文与技术重点实验室北京100012 中国科学院大学天文与空间科学学院北京100049 北方夜视技术股份有限公司江苏南京211106 北方夜视科技(南京)研究院有限公司江苏南京211106 中国科学院高能物理研究所粒子天体物理重点实验室北京100049

Angel型龙虾眼微孔光学(MPO)器件的独特之处在于其具备出色的4π立体角聚焦能力和最优的有效面积-质量比之一。其需要经过球面热成型处理,形成曲率半径球面,确保器件上百万量级反射X射线的微通道指向会聚于曲率中心一半位置处。因此MPO... 详细信息

Angel型龙虾眼微孔光学(MPO)器件的独特之处在于其具备出色的4π立体角聚焦能力和最优的有效面积-质量比之一。其需要经过球面热成型处理,形成曲率半径球面,确保器件上百万量级反射X射线的微通道指向会聚于曲率中心一半位置处。因此MPO器件的X射线及光学性能与器件的曲率半径息息相关。本文对空间先导专项二期项目爱因斯坦探针宽视场望远镜所使用的468片MPO器件的曲率半径,分别采用X射线束流测试装置和自准直望远镜进行了测试,并分析了其统计特性。分析结果表明,在镜片热弯过程中,X射线球面曲率半径大于光学曲率半径,其差值存在两个峰值,分别为0.68%和1.52%。这表明X射线曲率半径和光学曲率半径存在不一致性;MPO器件的X射线曲率半径存在不均匀性,全片平均X射线曲率半径和镜片中心指向曲率半径相差0.50%。这表明后续需要进一步研究热成型相关工艺,提高球面的成型精度。

关键词：龙虾眼微孔光学器件 X射线光学统计学曲率半径

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BL Lac的光学多普勒因子估算

天文学报 2024年第5期65卷 70-77页

作者：黄家伟潘树蓉吴健叶旭鸿曹健鸿樊军辉广州大学物理与材料科学学院广州510006 帕多瓦大学“G.Galilei”物理与天文学院帕多瓦35131 广州大学天体物理中心广州510006 国家天文科学数据中心大湾区分中心广州510006 广东省高等学校天文观测与技术重点实验室广州510006

蝎虎天体(BL Lacertae object,BL Lac)是一类特殊的活动星系核,表现出极端的观测特征,如高光度和偏振、快速光变、超光速运动、射电核主导、极高能辐射等,极端观测特性可能都与喷流效应有关,而表征喷流效应的物理量是多普勒因子(Doppler... 详细信息

蝎虎天体(BL Lacertae object,BL Lac)是一类特殊的活动星系核,表现出极端的观测特征,如高光度和偏振、快速光变、超光速运动、射电核主导、极高能辐射等,极端观测特性可能都与喷流效应有关,而表征喷流效应的物理量是多普勒因子(Doppler factor).多普勒因子有助于了解BL Lac的辐射物理和本征特性.基于BL Lac和Fanaroff-Riley typeⅠ/Fanaroff-Riley typeⅡ(G)的统一模型思路,提出BL Lac的本征视星等与红移(哈勃图)的分布应该与FRⅠ/FRⅡ(G)的观测视星等与红移的分布相似,并提出了估算BL Lac的光学多普勒因子的方法.该方法所估算的多普勒因子与前人的光学多普勒因子比较具有很好的相关性,说明该光学波段估算BL Lac多普勒因子的方法是可靠的.

关键词：蝎虎天体:普通星系:活动星系:距离和红移星系:喷流

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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

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

面向下一代事件视界望远镜的亚毫米波望远镜的选址与评估

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天文学进展 2024年第2期42卷 371-382页

作者：程远路如森沈志强于威上海科技大学上海201210 中国科学院上海天文台上海200030 中国科学院大学北京100049 中国科学院射电天文重点实验室南京210008 哈佛史密松天体物理中心剑桥MA02138

EHT在2019年利用VLBI技术获得了首张黑洞照片,为了满足黑洞动态成像的需求,下一代EHT阵列会加入更多位于东半球的站点。中国的青藏高原是世界上平均海拔最高的地区,独特的气象条件使其成为潜在的选址区域。使用3年(2019―2021)的MERRA-... 详细信息

EHT在2019年利用VLBI技术获得了首张黑洞照片,为了满足黑洞动态成像的需求,下一代EHT阵列会加入更多位于东半球的站点。中国的青藏高原是世界上平均海拔最高的地区,独特的气象条件使其成为潜在的选址区域。使用3年(2019―2021)的MERRA-2数据,对青藏高原地区的高频射电观测条件进行了初步评估,一共包含759个数据格点。根据这些格点在不同季节不透明度的表现,选出4个季节中各自最优的格点。结合目前已经建立站点的气象条件,对这4个格点进行了评估,评估主要考虑了可降水量、液体水路径、风速这3个气象因素。除此之外,以ALMA望远镜阵列的气象条件为标准,为新台站的选址划定了初步的范围。

关键词： EHT 不透明度可降水量液态水路径

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从地震到星震

中国科学：物理学、力学、天文学 2024年第8期54卷 27-48页

作者：路瑞鹏高勇胡岩来小禹李洪波卢吉光邵立晶王平汪卫华王维扬夏铖君胥恒徐仁新徐世庆岳汉赵里郑小平周恩平邹远川北京大学理论与应用地球物理研究所北京100871 北京大学科维理天文与天体物理研究所北京100871 中国科学技术大学地球和空间科学学院合肥230026 湖北第二师范学院天文学研究中心武汉430205 中国科学院国家天文台北京100101 中国科学院高能物理研究所北京100049 温州大学数理学院温州325035 中国科学院大学天文与空间科学学院北京100049 扬州大学引力与宇宙学研究中心扬州225009 南方科技大学地球与空间科学系深圳518055 华中科技大学物理学院天文系武汉430074 华中师范大学天体物理研究所武汉430079

探索强引力场情形下致密物质的存在形式伴随着人类认识和发展量子论与引力论的历程,也是当今天文学和物理学领域的热点话题.主序恒星耗尽自身核能源后将会残留这类物质构成的致密天体,进而为多信使天文学提供可靠的观测目标.若致密天体... 详细信息

探索强引力场情形下致密物质的存在形式伴随着人类认识和发展量子论与引力论的历程,也是当今天文学和物理学领域的热点话题.主序恒星耗尽自身核能源后将会残留这类物质构成的致密天体,进而为多信使天文学提供可靠的观测目标.若致密天体的质量不够大、自引力不足以强到塌缩成黑洞,则星核所有原子核可能会挤成一团而表现为“巨核”,即观测到的脉冲星.限于低能强相互作用的认识,虽然尚未定论这类极致密物质的本质,但是有明确的观测证据表明丰富的极端天体物理事件(如伽马射线暴、快速射电暴等)跟巨核紧密相关.值得注意的是,脉冲星往往具有固态的组成部分,在内部应力积累达到某个临界值时将会自然地发生星震.这一事件很可能跟地震类似,并诱发天体的剧烈活动.在回顾了致密星的研究历史和争议后,本文简述地震现象,探讨地震与星震的相似性,进而介绍与脉冲星相关的众多观测现象以及星震的理论模型,最后总结并展望相关研究的未来.希望此文能够促进地震学和天体物理学的交叉融合,期待借助于更高精度多信使天文观测最终揭晓巨核的本质,从而加深关于低能强力的理解.

关键词：脉冲星地震星震核物质全球地震