分类： 天文学 提交时间： 2024-04-12 合作期刊: 《天文学报》
摘要： 类星体有剧烈、大幅度的光变现象, 光变研究有助于建立与观测相符的理论模型. 这篇文章从密歇根大学射电天文台数据库收集了类星体3C 446射电4.8、8.0和14.5\;GHz波段的长期观测数据. 传统的线性方法难以分析复杂的光变现象, 文章采用了集合经验模态分解(Ensemble Empirical Mode Decomposition, EEMD)方法和非线性分析方法相结合, 从混沌动力学特性、分形特性和周期性多角度对类星体光变随时间演化的规律进行了较全面的分析, 并重点对比分析了除去周期成分或混沌成分前后, 光变的周期性和非线性特性是否存在明显区别. 分析结果表明, 类星体3C 446射电波段光变资料由周期成分、趋势成分和混沌成分组成, 光变具有周期性、混沌性和分形特性. 除去混沌成分和趋势成分后的光变周期与原始光变资料的周期完全相同, 而两者的混沌和分形特性有明显不同. 从饱和关联维数来看, 重构动力学系统时, 除去周期成分和趋势成分后的光变资料比原始光变资料需要更多的独立参量, Kolmogorov熵值表明前者信息的损失率比后者大, 系统的混沌程度更高, 系统也更复杂, Hurst值表明后者自相似性和长程相关性比前者略强.
分类： 天文学 提交时间： 2024-04-12 合作期刊: 《天文学报》
摘要： 年轻脉冲星多处于超新星遗迹(Supernova Remnant, SNR)中, 其分为转动供能脉冲星(Rotation-powered SNR-PSR)、磁星(Magnetar)和中心致密天体(Central Compact Object, CCO), 这3类年轻脉冲星有着不同的自旋周期及磁场强度分布. 其中, 遗迹磁星(SNR-Magnetar)的平均自旋周期比转动供能遗迹脉冲星大近一个量级, 平均磁场强度高近两个量级. 同时, 中心致密天体比转动供能遗迹脉冲星的平均磁场强度低近两个量级. 这3类年轻脉冲星不同的物理性质, 可能源于其不同的前身星或不同的超新星爆发过程, 也可能源于其中子星诞生后的不同演化过程. 此外, 转动供能遗迹脉冲星比年轻的转动供能非遗迹脉冲星具有更快的平均自旋周期、更大的平均磁场强度和更短的平均特征年龄. 这暗示新诞生的中子星经时间约为105--106\;yr的演化过程, 其自旋速度将减小近一半, 同时其磁场强度也将衰减近一半.
分类： 天文学 提交时间： 2024-04-12 合作期刊: 《天文学报》
摘要： 利用中国科学院新疆天文台南山观测站26\;m射电望远镜, 在中心频率1556\;MHz, 对Crab脉冲星(PSR B0531+21)进行了长达12.6\;h的连续观测, 观测带宽为512\;MHz, 时间分辨率为32\;\upmus, 研究了巨脉冲辐射的等待时间分布特征. 观测共探测到2097个信噪比大于10的巨脉冲, 对应的流量密度大于100\;Jy. 巨脉冲的爆发率表现为高度的间歇性, 在较短的时间内具有较高的爆发率, 在相对长的宁静期内巨脉冲的爆发率较低, 尤其是中间脉冲相位内的巨脉冲爆发. 相邻两个巨脉冲的等待时间分布表现为幂律分布特征, 可以用一个非稳态的泊松过程进行模拟, 这表明巨脉冲的爆发是一种独立的随机事件. 此外, 主脉冲和中间脉冲相位上的巨脉冲具有不同的等待时间分布特征, 这意味着脉冲星不同磁极的巨脉冲辐射机制可能是不同的. 这些观测结果对于理解脉冲星的射电辐射机制具有重要意义.
分类： 天文学 提交时间： 2024-04-12 合作期刊: 《天文学报》
摘要： 低表面亮度星系(Low Surface Brightness Galaxy, LSBG)的特征对于理解星系整体特征非常重要, 通过现代的机器学习特别是深度学习算法来搜寻扩充低表面亮度星系样本具有重要意义. LSBG因特征不明显而难以用传统方法进行自动和准确辨别, 但深度学习确具有自动找出复杂且有效特征的优势, 针对此问题提出了一种可用于在大样本巡天观测项目中搜寻LSBG的算法---YOLOX-CS (You Only Look Once YOLOX-CS在扩充前后两个数据集中搜索LSBG的召回率和AP (Average Precision)值都有较好的测试结果, 其在未扩充数据集的测试集中的召回率达到97.75\%, AP值达到97.84\%, 在DCGAN模型扩充的数据集中, 同样测试集下进行实验的召回率达到99.10\%, AP值达到98.94\%, 验证了该算法在LSBG搜索中具有优秀的性能. 最后, 将该算法应用到SDSS部分测光数据上, 搜寻得到了765个LSBG候选体.version X-CS). 首先通过实验对比5种经典目标检测算法并选择较优的YOLOX算法作为基础算法, 然后结合不同注意力机制和不同优化器, 构建了YOLOX-CS的框架结构. 数据集使用的是斯隆数字化巡天(Sloan Digital Sky Survey, SDSS)中的图像, 其标签来自于\alpha.40-SDSS DR7 (40\%中性氢苜蓿巡天与第7次数据发布的斯隆数字化巡天的交叉覆盖天区)巡天项目中的LSBG, 由于该数据集样本较少, 还采用了深度卷积生成对抗网络(Deep Convolutional Generative Adversarial Networks, DCGAN)模型扩充了实验测试数据. 通过与一系列目标检测算法对比后,
分类： 天文学 提交时间： 2024-04-12 合作期刊: 《天文学报》
摘要： 星系的形态与星系的形成和演化息息相关, 其形态学分类是星系天文学后续研究的重要一环. 当前海量天文观测数据的出现使得天文数据自动分析方法越来越得到重视, 针对此问题, 利用先进的深度学习骨干网络EfficientNetV2, 分析不同的注意力机制类型和使用节点对网络性能的影响, 构建了一种命名为EfficientNetV2-S-Triplet7 (即在EfficientNetV2-S stage7的1\times1卷积层后加入Triplet模块)的改进算法模型来实现星系形态学的自动分类. 使用第二期星系动物园(Galaxy Zoo 2, GZ2)中超过24万张的测光图像作为初始数据进行实验测试. 在对数据进行预处理时采取了尺寸抖动、翻转、色彩畸变等图像增强手段来解决图像数量的不平衡问题. 在同一系列经典和前沿的深度学习算法模型AlexNet、ResNet-34、MobileNetV2、RegNet进行对比实验后, 得出EfficientNetV2-S-Triplet7算法在分类准确率、查全率和F1分数等指标上具有最好的测试结果. 在9375张测试图像中的3项指标值分别可达到89.03\%、90.21\%、89.93\%, 查准率达到89.69\%, 在其他模型中排在第3位. 该结果表明将EfficientNetV2-S-Triplet7算法应用于大规模星系数据的形态学分类任务中有很好的效果.
分类： 天文学 提交时间： 2024-04-12 合作期刊: 《天文学报》
摘要： 随着天文探测技术的快速发展, 海量的星系图像数据不断产生, 能够及时高效地对星系图像进行形态分类对研究星系的形成与演化至关重要. 针对传统的星系形态分类模型特征选择困难、分类速度慢、准确率受限等难题, 提出一种以Inception-v3神经网络为主干结构, 融合压缩激励(Squeeze and Excitation Network, SE)通道注意力机制的星系形态分类模型. 该模型在斯隆数字巡天(Sloan Digital Sky Survey, SDSS)样本的测试集准确率高达99.37\%. 旋涡星系、圆形星系、中间星系、雪茄状星系与侧向星系的F1值分别为99.33\%、99.58\%、99.33\%、99.41\%与99.16\%. 该模型与Inception-v3、MobileNet (Mobile Neural Network)和ResNet (Residual Neural Network)网络模型相比, SE-Inception-v3宽度和深度优势表现出更强的特征提取能力, 可以高效识别不同形态的星系, 为未来大型巡天计划的大规模星系形态分类问题提供了一种新方法.
分类： 天文学 提交时间： 2024-04-12 合作期刊: 《天文学报》
摘要： 地基光学天文望远镜是人类探索与研究宇宙的重要手段, 对已有地基光学台址的光学观测环境进行监测分析, 可以为后期设备针对性改造以及观测者调整观测策略提供参考依据, 对提升地基光学设备的观测效能具有重要的意义. 吉林天文观测基地(简称``基地'')隶属于中国科学院国家天文台长春人造卫星观测站, 位于吉林省吉林市大绥河镇小绥河村南沟约5 km处(东经126.3{\circ}, 北纬43.8{\circ}, 海拔高度313\;m). 基地大气视宁度均值范围约为1.3''--1.4''、天顶附近V波段的天光背景亮度为20.64\;mag\,\cdot\,arcsec {-2}、年晴夜数最高可达270余天, 具有良好的天文观测条件. 吉林天文观测基地于2016年投入运行, 现有1.2\;m光电望远镜、迷你光电阵列望远镜、大视场光电望远镜阵列、新型多功能阵列结构光电探测平台等多台(套)光电望远镜设备. 利用上述设备, 主要围绕空间目标探测与识别、精密轨道确定、光电探测新方法以及变源天体的多色测光等开展相关研究工作, 与多家国内高校及科研院所保持着良好的合作关系.
分类： 天文学 提交时间： 2024-03-26 合作期刊: 《天文学进展》
摘要： 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。
分类： 天文学 提交时间： 2024-03-26 合作期刊: 《天文学进展》
摘要： 盘状星系中的棒结构特征与星系自身所处环境及整体恒星形成特征之间存在复杂的相互关系。利用细致的星系形态特征测量计划Galaxy Zoo DECaLS 中的数据构建了一组目前最大的具有同样恒星质量分布的强棒、弱棒和无棒星系样本。通过引入星系所处暗晕质量及相空间特征来控制星系所处的环境效应之后，进一步对比研究强棒、弱棒和无棒星系的恒星形成特征。研究表明，有棒星系中的恒星形成熄灭的比例系统地高于无棒星系，且强棒的效应更为明显。但是，对于仍处于恒星形成主序上的星系来说，强棒、弱棒和无棒星系的恒星形成特征并没有显著差别。以上结果表明，星系中的棒特征在其存在的时标中可能使部分星系迅速地从恒星形成转入熄灭状态。
分类： 天文学 提交时间： 2024-03-26 合作期刊: 《天文学进展》
摘要： 白矮星是中小质量恒星演化末期残留的简并内核，是宇宙中绝大多数恒星的演化归宿。 白矮星的大样本观测性质不仅可以为恒星演化理论提供检验与约束，还可以被用于研究银河系 的形成历史与演化。结合 Gaia 的高精度测光和周年视差数据，在 LAMOST 第八次数据发布 (DR8) 低分辨率光谱数据中搜寻白矮星。通过使用模版匹配的方法，在 LAMOST DR8 中共找 到 4 692 颗白矮星和 85 颗激变变星，其中 2 876 个目标在之前的工作中已经被证认为白矮星， 1 854 个目标为首次在 LAMOST 中发现的白矮星。目视确认后对白矮星光谱型进行了详细的分 类。经过对比，该白矮星样本的完备性为 80%，分类的准确性达到 99%，最终得到的 LAMOST 白矮星很好地反映不同类型的白矮星在 Gaia CMD 图上的分布。
分类： 天文学 提交时间： 2024-03-26 合作期刊: 《天文学进展》
摘要： 时序重构是时域天文学中的一个重要数据处理步骤，也是拟合光变曲线、开展时域分析研究的基础。Hadoop、Spark 这类MapReduce 分布式模型在执行过程中分布式集群{节点间的任务}比较独立，需要跨节点的数据传输量较少。提出了非阻塞异步执行流程，每个分布式进程完全针对独立天区的数据进行连续处理，而分块边缘的新增天体导致的其他节点的新增证认任务延时批量追加，并且会根据各进程间的进度不同确定追加方式，保证证认计算没有遗漏，从而在提高并发效率的同时保证算法的精度。此外，对两表间的不同Join 策略从理论和实验两个角度进行了研究并提出了免Join 策略。最后通过基于Spark 分布式框架的高效时序重构系统的设计完成了以上研究的验证。实验表明，与以往研究结果相比，该时序重构算法效率提升明显，为时域天文学中的天文时序数据分析的开展打下了良好的基础。
分类： 天文学 提交时间： 2024-03-22 合作期刊: 《天文学进展》
摘要： 脉冲星在天体演化、物理学、计时、深空自主导航、引力波探测等领域均有重要的学术和应用价值， 脉冲星搜寻及其应用也成为了当前天文界热点研究之一。为了更好地探究脉冲星搜寻及其应用领域的研究现状和未来发展趋势， 在Web of Science(WOS)数据库筛选出有关脉冲星搜寻及应用的964 篇文献，在阅读核心文献的基础上，采用数据分析和可视化 方法进行深入探讨。结果表明，脉冲星搜寻及应用领域的研究经历了初始探索阶段和稳健发展阶段，目前进入蓬勃增长 阶段。该领域各国之间密切合作，形成了三大主要的研究群体。脉冲星搜寻及其应用研究在未来将产生如直接探测引力波、深空自 主导航等重要科研价值和实际应用结果，将进一步丰富和多元化脉冲星的研究领域。
分类： 天文学 提交时间： 2024-03-22 合作期刊: 《天文学进展》
摘要： 介绍了2023 年度国家自然科学基金天文学科常规项目的申请和资助情况。结合往年数据，分析了学科基金项目申请和资助在研究领域、年龄等方面的分布和变化。指出了2023 年基金项目申请和评审过程中发现的问题，最后对2024 年度天文学科基金项目资助工作提出了一些建议。
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： 2024-03-22 合作期刊: 《天文学进展》
摘要： 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。
分类： 天文学 提交时间： 2024-03-22 合作期刊: 《天文学进展》
摘要： 盘状星系中的棒结构特征与星系自身所处环境及整体恒星形成特征之间存在复杂的相互关系。利用细致的星系形态特征测量计划Galaxy Zoo DECaLS 中的数据构建了一组目前最大的具有同样恒星质量分布的强棒、弱棒和无棒星系样本。通过引入星系所处暗晕质量及相空间特征来控制星系所处的环境效应之后，进一步对比研究强棒、弱棒和无棒星系的恒星形成特征。研究表明，有棒星系中的恒星形成熄灭的比例系统地高于无棒星系，且强棒的效应更为明显。但是，对于仍处于恒星形成主序上的星系来说，强棒、弱棒和无棒星系的恒星形成特征并没有显著差别。以上结果表明，星系中的棒特征在其存在的时标中可能使部分星系迅速地从恒星形成转入熄灭状态。
分类： 天文学 提交时间： 2024-03-22 合作期刊: 《天文学进展》
摘要： 白矮星是中小质量恒星演化末期残留的简并内核，是宇宙中绝大多数恒星的演化归宿。 白矮星的大样本观测性质不仅可以为恒星演化理论提供检验与约束，还可以被用于研究银河系 的形成历史与演化。结合 Gaia 的高精度测光和周年视差数据，在 LAMOST 第八次数据发布 (DR8) 低分辨率光谱数据中搜寻白矮星。通过使用模版匹配的方法，在 LAMOST DR8 中共找 到 4 692 颗白矮星和 85 颗激变变星，其中 2 876 个目标在之前的工作中已经被证认为白矮星， 1 854 个目标为首次在 LAMOST 中发现的白矮星。目视确认后对白矮星光谱型进行了详细的分 类。经过对比，该白矮星样本的完备性为 80%，分类的准确性达到 99%，最终得到的 LAMOST 白矮星很好地反映不同类型的白矮星在 Gaia CMD 图上的分布。
分类： 天文学 提交时间： 2024-03-22 合作期刊: 《天文学进展》
摘要： 时序重构是时域天文学中的一个重要数据处理步骤，也是拟合光变曲线、开展时域分析研究的基础。Hadoop、Spark 这类MapReduce 分布式模型在执行过程中分布式集群{节点间的任务}比较独立，需要跨节点的数据传输量较少。提出了非阻塞异步执行流程，每个分布式进程完全针对独立天区的数据进行连续处理，而分块边缘的新增天体导致的其他节点的新增证认任务延时批量追加，并且会根据各进程间的进度不同确定追加方式，保证证认计算没有遗漏，从而在提高并发效率的同时保证算法的精度。此外，对两表间的不同Join 策略从理论和实验两个角度进行了研究并提出了免Join 策略。最后通过基于Spark 分布式框架的高效时序重构系统的设计完成了以上研究的验证。实验表明，与以往研究结果相比，该时序重构算法效率提升明显，为时域天文学中的天文时序数据分析的开展打下了良好的基础。
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