分类： 天文学 提交时间： 2025-07-02 合作期刊: 《天文学进展》
摘要： 近两年，中国在红外探测器研制方面取得了突破性的进展。针对天文观测需求，对该款 红外探测器开展了天文探测所有关注指标的全面测试，获得了红外探测器的读出噪声、暗电流、 满阱、动态范围、非线性、非均匀性、量子效率等重要指标，判断了该探测器在红外天文方面的 观测能力。还利用中国科学院上海天文台佘山 1.56 m 望远镜进行实际外场观测，验证了该探测 器地面应用已经接近国外探测器同等水平，这标志着中国红外天文已进入了一个能够利用自主 研发的红外探测器在近红外特定波段开展天文观测的阶段。
分类： 天文学 提交时间： 2025-07-02 合作期刊: 《天文学进展》
摘要： 作为探测宇宙再电离时期的重要方法之一，低频全天总功率实验的核心目标是在频谱为 50∼200 MHz 的全天总功率谱中寻找宇宙再电离时期极其微弱的中性氢 21 cm 信号。目前通常 使用快速傅里叶变换（fast Fourier transform, FFT）来计算功率谱，其存在的频谱泄漏问题， 使得射频干扰（radio frequency interference, RFI）无法彻底剔除，从而严重干扰了微弱的宇宙 再电离信号的提取。多相滤波器组（polyphase filter bank, PFB）是一种将信号按频率均匀划分 的技术，可以替代 FFT 计算功率谱。介绍了 PFB 的基本原理及基于统一计算架构（compute unified device architecture, CUDA）的实现，并且通过仿真比较了 PFB 和 FFT 的性能，还比 较了不同阶数的 PFB 性能差异。结果表明，PFB 技术具有更平坦的带通响应、更窄的过渡带、 更好的带外抑制。最后，对天马望远镜的观测数据及低频总功率实验产生的数据进行处理，验证 了 PFB 技术的优越性，为全天总功率实验的频谱分析提供了一种有效的解决方法。
分类： 天文学 提交时间： 2025-07-02 合作期刊: 《天文学进展》
摘要： 地幔对流是类地行星演化的重要内部过程。总结了太阳系类地行星和大卫星地幔对流的 最新研究进展，采用比较行星学的方法，对类地天体地幔对流的三个主要问题进行了阐述，分别 是：(1) 类地行星内部是否存在地幔对流？(2) 如果存在地幔对流，其对流模式和特征是怎样的？ (3) 类地行星发生地幔对流需要满足的条件。讨论了影响类地行星地幔对流的主要因素：几何尺 度、物性参数、驱动源、流体黏滞性、热边界和运动边界条件、分异作用以及相变等，还讨论了 一些大卫星内部岩石幔与冰幔的对流情况。厘清不同天体地幔对流的成因、机制及影响，对理解 行星内部动力学过程和行星演化具有重要的意义。
分类： 天文学 提交时间： 2025-04-02 合作期刊: 《天文学进展》
摘要： 由于星团群样本数量以及数据精度的限制，星团群的起源机制尚不明确。因此，需要扩 大原初星团群样本，为进一步研究星团的形成与演化提供可靠的观测数据。基于 Gaia DR3 数 据，重新测定了以往报道的星团参数。根据星团的空间分布和运动学特征，在 Cygnus 天区发现 了 4 个新的星团群：G1、G2、G3 和 G4。这 4 个星团群各自占据相对独立的空间，成员星团空 间分布相互毗邻且速度一致，表明各自成员星团是在同一片巨分子云中形成的。各星团群恒星形 成时间分别为 13 Ma、29 Ma、10 Ma 和 12 Ma，符合连续恒星形成事件的持续时标，表明星团 群成员是原初相继形成的。通过贝叶斯方法改正距离后，发现 G1 和 G2 星团群呈丝状分布，而 G3 和 G4 则较为集中。G1 和 G2 中部分星团相互作用不明显，G3 和 G4 中的星团存在明显的 相互作用。最后，对于 4 个星团群在银河系中的轨道运动进行了分析，结果表明这 4 个星团群 的成员星团将逐渐远离，最终演变成独立的星团。
分类： 天文学 提交时间： 2024-12-31 合作期刊: 《天文学进展》
摘要： 随着天文学研究的不断深入，国际天文大装置的建设与运行日益成为推动科学进步的重要因素。综述了国际天文大装置科学区域中心的建设现状与运行机制，探讨了其在数据管理、科研合作和用户支持等方面的作用。首先介绍了科学区域中心的定义及其在天文研究中的重要性，接着分析了多个典型区域中心的天文大装置，包括低频阵列望远镜(Low-Frequency Array,LOFAR) 和阿塔卡马大型毫米/亚毫米波阵(Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, ALMA) 等，强调了基础设施、技术投资和管理架构对其成功的影响。在此基础上， 进一步讨论了当前面临的挑战，如资源分配、数据共享与合作机制，并展望了未来的 发展方向与趋势，对未来天文大装置科学区域中心的建设和运维有参考与借鉴价值。
分类： 天文学 提交时间： 2024-10-10 合作期刊: 《天文学进展》
摘要： 该文主要分析实验天线所在周围山体对低频全天总功率实验提取中性氢 21cm 信号的影 响。基于涵盖山体的高度、倾斜角、山体的组成成分及其一致性和山体到天线的距离等多种因素 的模型，利用基于矩量法的混合数值模拟算法对山体影响进行一系列的电磁场传播的模拟计算， 并进一步分析这些因素对天线增益和中性氢信号提取的影响。研究结果表明，山体的特征，包括 其高度、与观测点的距离、倾斜角、构成材质和表面成分的一致性，不仅对天线的增益产生影 响，而且会对后续中性氢信号的多项式拟合提取产生影响。当山体相对于天线的视角越小，则对 天线增益的影响越小；山体错落排列比规则环状山体对天线增益扰动更大。而对于再电离信号的 提取，各向异性的山体成分和山体错落排列都会影响多项式前景扣除的精度，进而干扰再电离信 号的提取。
分类： 天文学 提交时间： 2024-10-10 合作期刊: 《天文学进展》
摘要： 探月工程四期将发射嫦娥七号“鹊桥二号”中继星，搭载 4.2 m 口径的抛物面望远镜， 与地面射电望远镜构成首个月轨空间 VLBI。空间 VLBI 受中继星轨道扰动和星载设备时延等因 素影响，射电源的预报时延模型无法引导相关处理机正常工作，需通过基于实测信号条纹搜索的 方法找到符合要求的高精度时延模型。为此，提出一种基于 GPU 集群的空间 VLBI 射电源条纹 搜索算法，研究在 GPU 集群上负载均衡的任务分配方法，并行实现相关处理模块和残余值搜索 模块。通过 RadioAstron 1 min 观测数据验证，相较于目前 CPU 集群平台，GPU 集群处理速 度提升了 27.0 倍。
分类： 天文学 提交时间： 2024-07-03 合作期刊: 《天文学进展》
摘要： 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。
分类： 天文学 提交时间： 2024-07-03 合作期刊: 《天文学进展》
摘要： 上海天文馆望舒天文台的双焦点可切换一米望远镜是目前国内建成的最大口径的科普天 文望远镜。该望远镜采用人工切换主焦点和耐式焦点的双焦点设计方案，耐式焦点主要应用于大 众科普的目视观测，主焦点配备了大靶面科学级 CMOS 终端，视场达到 1.5 ◦ × 1.1 ◦。较大的观 测视场除了适合开展重要的天象直播活动以外，还可以充分应用于新星和超新星巡天搜索、太阳 系小天体和人造天体监测等科研课题的研究。基于实测资料，对该望远镜主焦点的天体测量精度 进行分析评估，结果表明：对于信噪比大于 5 的星象，星象位置的重复测量精度优于 0.1 pixel； 当信噪比为 30 时，重复测量精度优于 0.05 pixel。以高精度的 Gaia DR3 星表作为参考星表， 分析得出该望远镜主焦点 CMOS 观测图像的非线性特征明显，归算时需要用到 3 阶（20 参数） 模型。对于测试观测资料，亮于 15 mag 的恒星观测精度约为 0.05′′；观测精度随着星等变暗逐 渐下降，17.5 mag 的恒星观测精度约为 0.1′′。
分类： 天文学 提交时间： 2024-07-03 合作期刊: 《天文学进展》
摘要： 全球导航卫星系统 (Global Navigation Satellite System, GNSS) 可以监测获取地表形 变时间序列，其中的周年信号除包含负荷形变外，还有由于地表温度变化引起的基岩热膨胀效 应。利用全球三维热弹性形变模型，对中国西南地区 39 个陆态网观测站在 U、E、N 三个方 向的热膨胀效应进行估计，分析 GNSS 时间序列在热膨胀效应改正前后，与 GRACE (Gravity Recovery and Climate Experiment) 和 GRACE Follow-On (GRACE-FO) 卫星重力观测所反映 地表负荷形变的符合程度。结果表明，加以热膨胀效应改正后，GNSS 垂直分量（U 方向）与 卫星重力结果的符合程度略微减弱；而在水平分量 E 方向的符合程度有一定改善，但 N 方向出 现较显著的减弱。该文得到的西南地区研究结果与已有全球或者大尺度区域的研究结果不一致， 表明利用全球热弹性形变模型估计不同区域热膨胀效应的精度需要进一步评估，并且其对地表 三维形变的影响也值得后续深入研究。
分类： 天文学 提交时间： 2024-07-03 合作期刊: 《天文学进展》
摘要： 收集并分析了中微子发射事件 IC-220624A 的候选体 J1458+4121 仅有的几次甚大天线阵 (VLA) 的历史数据；在此基础上，利用甚长基线阵列 (VLBA) 对其进行首次 VLBI 观测，观测 波段为 L 和 C 波段。通过数据处理和分析研究，得到 J1458+4121 VLBA 的射电辐射形态。此 外，利用相位参考技术，还获得 J1458+4121 更精确的坐标 (α=14:58:20.772, δ=41:21:01.911)。 VLA 观测的射电总流量强度在 1.4∼8.4 GHz 范围内呈下降趋势，说明 J1458+4121 的射电能谱 可能是幂律谱；而 VLBA 观测的射电总流量强度在 1.5∼5 GHz 范围内呈上升趋势，意味着其射 电能谱在 GHz 波段是反转谱。因此， J1458+4121 极有可能是一个年轻射电源，其中微子产生 可能是由于新喷流成分的出现。该结果有助于 J1458+4121 的后续研究，并将中微子起源的关注 对象从明亮的耀变体扩展至其他类型的活动星系核。
分类： 天文学 提交时间： 2024-07-03 合作期刊: 《天文学进展》
摘要： 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。
分类： 天文学 提交时间： 2024-03-22 合作期刊: 《天文学进展》
摘要： 温度是影响高频大型射电望远镜性能的关键因素之一。以天马望远镜(TMRT) 为例，研究了座架节点温度与天线指向之间的关系，提出了基于节点温度的指向误差修正模型构建方法。将指向误差视为座架节点温度的线性组合，以节点的温度灵敏度作为特征条件优化自变量的个数，将北极附近源2344+8226 的指向测试结果作为样本集，与自变量简化前后的温度模型的效果进行对比。同时，这两种温度模型也进行了有限元分析验证，模型计算和有限元分析结果都与样本集相吻合。为了验证模型的通用性，对比分析了模型简化前后在4 个季度的表现，结果表明简化后的温度模型预测效果更佳。建立的基于节点温度的指向误差修正模型的快速计算结果，也为座架热致指向误差实时修正提供数据支持。
分类： 天文学 提交时间： 2024-03-22 合作期刊: 《天文学进展》
摘要： 对大型射电望远镜主反射面的单块面板变形进行了研究，将机器人学六自由度姿态变化应用至大型射电望远镜反射面面板的变形研究当中，提出了一种基于刚体六自由度变形的面板变形表征方式。基于该刚体六自由度姿态变形理论，提出了一种基于光学方法的天线面板变形重构技术，该项技术通过固结于面板上的激光单元所呈现的光斑图像来快速高精度地重构出面板的变形。深入地探究了激光光斑与天线面板变形两者之间的映射关系，将天线面板空间变形问题转化为有限区域内的激光光斑位移问题；对该方案的光斑图像进行了研究，提供了有效的光斑图像处理算法；将图像差分方法与Canny 边缘检测算法相结合，能够有效地解决传统Canny 算法在处理小目标时的问题，还采用了高精度亚像素质心定位算法，能够对光斑点进行亚像素级别的定位。为天线面板的测量提供了一种新的、可靠的图像处理方法，也为提高天线面板测量的精度和效率提供了新思路和方法。
分类： 天文学 提交时间： 2024-03-22 合作期刊: 《天文学进展》
摘要： 电磁环境中双黑洞并合可辐射与引力波同频率的电磁信号，但低频电磁波有可能被星系介质吸收。电磁波在穿越大气过程中会被吸收，某些频率的电磁波被吸收得多，某些频率的电磁波被吸收得少，被吸收得少的那些频率窗口被称为电磁波的大气窗口。类似地，电磁波在宇宙空间中传播会被星系介质吸收。着重探讨电磁波在银河系空间中传播的吸收问题。研究发现，电磁波穿越银河系空间到达地球存在下限截止频率。天球上不同方向上对应的下限截止频率不同，存在一个分布，该分布与银河系自由电子气的分布密切相关。该文通过对该截止频率分布进行测定从而确定银河系自由电子气的分布。
分类： 天文学 提交时间： 2024-01-05 合作期刊: 《天文学进展》
摘要： 探测器 DOR 信号与射电源信号频谱特征不同引起的接收设备相位波动误差是月球和深空 探测 VLBI 测轨的重要误差源之一。新型 PN-DOR 信标通过使用伪随机序列对现有 DOR 信标 扩频调制生成，实现与射电源信号相似的频谱特征，可有效降低相位波动误差。研究 PN-DOR 信标在 VLBI 测轨应用中相位误差与带宽综合群时延误差计算方法，在此基础上通过比较相同 发射功率条件下 PN-DOR 与 DOR 信标总时延误差，分析 PN-DOR 的适用条件。
分类： 天文学 提交时间： 2024-01-05 合作期刊: 《天文学进展》
摘要： 作为中国自主研发的全球卫星导航系统，北斗卫星导航系统的建设从一开始就确定了三 步走的战略。围绕精度和效率等性能指标，进行了几项试验以确定一个合适的地面跟踪网。结果 表明，在已有 60 个测站的情况下，增加跟踪站的数量并不能继续提高北斗三号轨道和钟差产品 的精度。进一步的精度提升应该更依赖于天线相位中心改正缺失和太阳光压模型不完善等模型 缺陷问题的解决。
分类： 天文学 提交时间： 2024-01-05 合作期刊: 《天文学进展》
摘要： 采用 HY2D 卫星 2021 年 6 月 1 日―14 日和 6 月 19 日―27 日星载 GNSS 主、备份接 收机数据，基于简化动力学定轨算法，研究了星载 GPS 精密定轨技术，分析了主、备份接收机 性能及其定轨精度。利用主、备份星载 GPS 数据定轨，得到相位拟合残差 RMS 的平均值，分 别为 0.69 cm 和 0.82 cm。当轨道重叠 4 h 时，主份接收机径向差异为 0.2 cm，三维位置差异为 0.6 cm；备份接收机径向差异为 0.3 cm，三维位置差异为 1.7 cm，备份接收机结果差异稍大。 用法国 CNES 提供的精密轨道检验主、备份接收机数据的定轨精度，发现主、备份接收机定轨 结果与法国产品的径向差异平均值分别为 0.8 cm 和 1.2 cm。用站星间高度角大于 20◦ 的全球 SLR 核心测站观测数据检验主、备份接收机定轨精度，其测距方向残差 RMS 分别为 1.51 cm 和 2.44 cm。研究结果表明，HY2D 卫星搭载的主、备份星载双频 GNSS 接收机都可以满足卫 星径向厘米级精度的定轨需求。
分类： 天文学 提交时间： 2023-12-15 合作期刊: 《天文学报》
摘要： 平方公里阵列(Square Kilometre Array, SKA)项目是建设全球最大射电望远镜的国际合作项目, 其灵敏度和测量速度将比当前所有的射电望远镜都要高出一个数量级. 连续谱巡天是SKA的主要观测模式之一, 基于连续谱成像建立巡天区域的标准星图, 将能为后续天文科学研究奠定重要基础. 银河系与河外星系全天默奇森宽场阵列拓展巡天(GaLactic and Extragalactic All-sky Murchison Widefield Array survey eXtended, GLEAM-X)是2018---2020年利用SKA先导望远镜默奇森宽场阵列(Murchison Wide-field Array, MWA)二期拓展阵列开展的新的射电连续谱巡天项目, 观测期间积累了大量的低频巡天观测数据. 海量观测数据的自动化、大批量处理是SKA望远镜项目所面临的的最大挑战和难题之一, 基于分布式执行框架的成像管线优化经验将有助于解决海量数据处理问题. 详细介绍了GLEAM-X成像管线并对其进行整合和改进, 在中国SKA区域中心原型机(China SKA Regional Centre Prototype, CSRC-P)上实现了多条管线并行处理, 使用GLEAM-X观测数据验证成像管线系统的部署和测试其正确性. 随后为了优化管线提高处理效率, 使用数据激活流图形引擎(Data Activated Liu Graph Engine, DALiuGE), 将成像管线集成入DALiuGE执行框架中实现了管线的自动化分布式并行处理. 通过性能测试与结果分析表明, 基于DALiuGE执行框架进行优化的成像管线相较于传统的并行方式具有更好的性能优势、更灵活的适配性和可扩展性, 可支持未来SKA第一阶段试运行期间的大规模连续谱成像实验.
分类： 天文学 提交时间： 2023-12-13 合作期刊: 《天文学进展》
摘要： 讨论了爱因斯坦导出的质能方程。该方程暗示了能量与质量之间可能存在相互转化的关系。众所周知，从质量转化为能量可以通过核反应进行，但是能量是否能够在一定条件下转化为物质？探讨了这一问题，介绍了粒子物理中的有关实验，尤其重点指出一类天体物理黑洞中喷流物质来源的模型可能提供了能量转换为物质的重要例子。
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