• 2021年第62卷第1期文章目次
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    • PSR B1237+25的强脉冲辐射特性的观测与研究

      2021, 62(1):1. DOI: 10.15940/j.cnki.0001-5245.2021.01.001

      摘要 (377) HTML (0) PDF 2.20 M (970) 评论 (0) 收藏

      摘要:强脉冲是一种特殊的单脉冲辐射, 表现为较强的射电爆发.利用新疆天文台南山25m射电望远镜研究了PSR B1237+25的强脉冲辐射特性.发现探测到的793个强脉冲出现在积分轮廓的所有辐射成分中, 峰值流量密度是平均脉冲的10.2至82.5倍.用对数正态分布对强脉冲的峰值流量密度比、信噪比和脉冲宽度的分布进行了拟合. 在 1540MHz频率下首次发现PSR B1237+25有新的、微弱的辐射成分.新发现的最内锥辐射属于部分锥, 前导成分非常微弱, 因此很难被探测到.对3层锥结构进行的详细研究发现新成分非常靠近核区, 辐射区高度以约300km为步长逐步升高,中心锥和外锥辐射可能来自同一套磁力线.

    • 射电天线指向改正模型中轴系误差的完全表达式

      2021, 62(1):2. DOI: 10.15940/j.cnki.0001-5245.2021.01.002

      摘要 (402) HTML (0) PDF 879.90 K (723) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了提高射电天线的目标跟踪精度, 采用直接法推导了射电天线轴系误差对指向的影响, 并给出轴系误差指向改正模型的完全表达式, 明确了指向改正模型中各轴系参数的定义, 传统分项以及球谐函数所推导的 轴系误差项为该模型的简化形式. 基于此, 评估得出基本参数改正模型中, 因忽略轴系误差高次谐项而引起的指向精度损失可能达到 1$''$量级, 具体需结合轴系误差大小而定; 同时明确了基本参数改正模型(如22项指向模型)中与轴系误差有关的部分高次谐项系数的物理意义. 为高精度轴系误差指向改正模型的建立提供了理论依据.

    • Heiles星光偏振源表的距离更正

      2021, 62(1):3. DOI: 10.15940/j.cnki.0001-5245.2021.01.003

      摘要 (333) HTML (0) PDF 3.24 M (753) 评论 (0) 收藏

      摘要:星光偏振是研究星际介质磁场的有力工具之一. Heiles源表收集了9286颗恒星的偏振信息, 是目前最大的光学波段星光偏振源表, 被广泛使用. 但该表中恒星的距离参数是以前的测光距离, 很不确定. 把Heiles源表和Gaia第2次数据释放(DR2)源表进行交叉证认, 以位置和星等作为判据, 匹配了7613颗恒星, 并获得了这些恒星的三角视差距离和误差, 超过90%的恒星距离相对误差小于20%. 基于新的距离, 展示了星光偏振在银河系内的分布并讨论了可能的应用.

    • 脉冲星数据比对分析和可视化系统设计与实现

      2021, 62(1):4. DOI: 10.15940/j.cnki.0001-5245.2021.01.004

      摘要 (577) HTML (0) PDF 11.39 M (999) 评论 (0) 收藏

      摘要:脉冲星数据比对分析和可视化系统(PSRDB, URL: http://www.psrdb.net/), 由 FAST (Five-hundred-meter Aperture Spherical Radio Telescope)早期科学数据中心团队为快速开展脉冲星候选体比对分析和数据管理研发. 通过前端数据提交页面, 接收和维护来自FAST及其他研究机构的候选体数据. 目前, PSRDB已收录自1967年人类发现第1颗脉冲星以来所有公开文献发表的2811颗脉冲星样本, 并采集了当前主要巡天项目尚未正式发表的源和候选体, 如FAST多科学目标同时扫描巡天(CRAFTS)候选体数据. 基于入库基础数据, 利用位置、周期、色散等参数进行比对分析, 辅助科研工作者在线检索匹配已知星表数据, 最后将检索匹配、比对分析结果生成图表供进一步分析. 目前, PSRDB已被应用于FAST脉冲星搜寻和候选体数据管理. 未来, PSRDB可在新源认证、后随观测、观测计划制定和原始数据处理流程设计等方面提供数据和工具支撑.

    • 激光驱动亥姆霍兹电容线圈靶磁重联实验的数值模拟

      2021, 62(1):5. DOI: 10.15940/j.cnki.0001-5245.2021.01.005

      摘要 (382) HTML (0) PDF 7.33 M (870) 评论 (0) 收藏

      摘要:激光驱动亥姆霍兹电容线圈靶的磁重联实验已经提出并进行了多年. 当实验中的金属板被强激光照射时产生自由电子, 这些自由电子的运动在连接两金属板的两个平行线圈中产生电流, 由两个平行线圈内部电流产生的磁场之间随即发生重联. 该实验不同于其他直接由Biermann电池效应所产生高beta (等离子体热压与磁压的比值)环境下的磁重联实验. 对该类实验进行了3维磁流体动力学数值模拟, 首次展示了亥姆霍兹电容器线圈靶如何驱动磁重联的过程. 数值模拟结果清楚地表明, 磁重联的出流等离子体在线圈周围发生与实验结果相一致的堆积现象. 线圈电流产生的磁场可高达100T, 使得磁重联区域周围的等离子体beta值达到10-2. 与实验室结果进行比较, 数值模拟重复了实验展示的大多数特征, 可有助于深入认识和理解实验结果背后的物理学原理.

    • 伽马天文观测技术综述

      2021, 62(1):6. DOI: 10.15940/j.cnki.0001-5245.2021.01.006

      摘要 (437) HTML (0) PDF 5.75 M (888) 评论 (0) 收藏

      摘要:伽马射线作为宇宙中极端事件的独特探针, 探测伽马射线是人们了解宇宙构成、星体演化和宇宙线起源等的重要途经. 伽马天文涉及了宇宙中的各种前沿科学问题并且观测所需能谱跨度极宽($10^2$keV--$10^2$TeV), 针对不同的科学目标和细分谱段, 必须利用不同的伽马望远镜探测技术. 总结了空间和地面的共5大类伽马射线观测技术, 分别是编码孔径望远镜、康普顿望远镜、电子对望远镜、成像大气切伦科夫望远镜和广延大气簇射阵列; 回顾了70 yr来在观测设备和技术进步的推动下伽马射线天文学领域的巨大进展, 其中包含高能和甚高能谱段取得的大量成就, 中低能段由于已有观测任务有限以及灵敏度低, 超高能和极高能段由于观测难度大、起步时间晚, 数据和成果相对其他谱段产出较少; 展望了未来已经规划的伽马望远镜任务、能力及预期科学产出, 其中, 中低能段空间望远镜增强型ASTROGAM望远镜(e-ASTROGAM)、全天区中能伽马射线观测站 (AMEGO)和甚高能段地面望远镜阵列高海拔宇宙线观测站(LHAASO)、 切伦科夫望远镜阵列(CTA), 由于灵敏度较同谱段已有任务灵敏度有大幅提升, 极有可能在20 yr内从不同角度再度扩展人类对伽马宇宙的认知.

    • 薄分子云湍流结构函数的倾角改正及其应用

      2021, 62(1):7. DOI: 10.15940/j.cnki.0001-5245.2021.01.007

      摘要 (275) HTML (0) PDF 164.89 K (771) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过结构函数可以测量湍流的能量级联速率. 在实际观测中, 无法测量分子云中气体的3维速度, 这使得其湍流结构函数难以测量. 对垂直于视线方向的薄分子云的情形, 结构函数$S^2_tt$可以通过云核速度弥散(core velocity dispersion, CVD)进行测量, CVD^2=\frac{1

    • 基于胶囊网络的恒星光谱分类研究

      2021, 62(1):8. DOI: 10.15940/j.cnki.0001-5245.2021.01.008

      摘要 (325) HTML (0) PDF 1.68 M (804) 评论 (0) 收藏

      摘要:大型巡天项目的快速发展, 产生大量的恒星光谱数据, 也使得实现恒星光谱数据的自动分类成为一项具有挑战性的工作. 提出一种新的基于胶囊网络的恒星光谱分类方法, 首先利用1维卷积网络和短时傅里叶变换将来源于LAMOST (Large Sky Area Multi-Object Fiber Spectroscopy Telescope) Data Release 5 (DR5)的F5、G5、K5型1维恒星光谱转化成2维傅里叶谱图像, 再通过胶囊网络对2维谱图像进行自动分类. 由于胶囊网络具有保留图像中实体之间的分层位姿关系和无需池化层的优点, 实验结果表明: 胶囊网络具有较好的分类性能, 对于F5、G5、K5型恒星光谱的分类, 准确率优于其他分类方法.

    • 用日全食光谱探测太阳中低层大气对局部热动平衡的偏离

      2021, 62(1):9. DOI: 10.15940/j.cnki.0001-5245.2021.01.009

      摘要 (231) HTML (0) PDF 1.11 M (803) 评论 (0) 收藏

      摘要:在太阳大气不同层次连续光谱中叠加有丰富的发射线或吸收线, 对这些谱线轮廓进行反演分析可以探测太阳大气的化学成分和物理状态. 太阳大气的色球及过渡区由于其密度低难以建立热动平衡, 建立相应的大气模型需要采用非局部热动平衡(Non-Local Thermodynamic Equilibrium, N-LTE)理论. 根据相对偏离因子计算来研究太阳中低层大气偏离局部热动平衡(Local Thermodynamic Equilibrium, LTE)分布的情况. 首先对日全食观测过程中得到色球和过渡区不同高度形成的两条光谱数据进行反演, 得到确定观测谱线的参数信息, 如连续谱源函数、谱线源函数、多普勒宽度和由此推出的等效动力学温度; 根据这些反演出的谱线参量计算出二维视场内每个空间采样点偏离LTE状态的定量结果; 其次, 根据用于观测的积分视场单元光纤排布阵列重构出辐射强度、等效动力学温度和相对偏离因子二维分布. 结果显示: 在局部小区域, 温度分布和相对偏离因子的分布存在较强相关性, 而与辐射强度分布无明显相关. 从两条谱线导出的等效温度和相对偏离因子分布存在明显的差异. 这两种二维分布揭示出太阳大气某些小尺度区域具有较强的结构性和复杂性, 为进一步理解太阳中低层大气物理提供了一种新的视角.

    • 天文教育I: 万有引力与天体物理

      2021, 62(1):10. DOI: 10.15940/j.cnki.0001-5245.2021.01.010

      摘要 (472) HTML (0) PDF 403.24 K (1038) 评论 (0) 收藏

      摘要:分别从物理学和天文学角度引申出天体物理学科, 特别关注万有引力在其中扮演的关键角色. 无论在综合性大学亦或理工科院校, 天文教育均有益于提高学生的科学和人文素养, 而天体物理则是天文学的主要内涵. 介绍了作者讲授``天体物理''课程的相关信息以及个人认识. 最后, 以大气簇射mu子产生、啾质量、宇宙加速膨胀等教学案例结束, 侧面诠释了作者的``天体物理''教育理念.

    • 宇宙大尺度结构对星系形成和空间排列的影响

      2021, 62(1):11. DOI: 10.15940/j.cnki.0001-5245.2021.01.011

      摘要 (291) HTML (0) PDF 87.76 K (694) 评论 (0) 收藏

      摘要:星系的空间排列以及指向并非随机的. 星系的主轴和角动量与物质的大尺度分布存在一定的指向相关. 这一方向的研究将可以促进我们对结构形成机制的认识, 并提供一个独立的视角去检验星系形成过程中的环境效应. 本文就相关问题做了详细的探讨. 首先, 我们提出了一种有别于传统的大尺度结构分类方法. 该方法具有非常高的精度和效率. 其次, 通过考察数值模拟中暗物质晕(暗晕)在大尺度结构中的并合历史, 我们研究了暗晕吸积方向相对于暗晕形状和大尺度方向(物质塌缩最慢的方向)之间的关系. 我们发现, 子暗晕倾向于沿着宿主暗晕的主轴方向被吸积. 这一模式是普适的, 其一致程度随着宿主暗晕的质量增加逐渐变强. 我们还发现, 子暗晕在被吸积时, 其相对于大尺度方向之间的关系不是普适的. 小质量宿主暗晕主要倾向于垂直于大尺度方向吸积子暗晕, 而大质量宿主暗晕倾向于平行于大尺度方向吸积子暗晕. 这种``两阶段''的吸积模式打破了前人一直认为的只存在单一的``平行''吸积模式, 为解释角动量方向和大尺度方向翻转问题提供了思路. 同时, 我们还仔细研究了暗晕角动量-大尺度结构相关关系的形成和演化历史. 我们发现暗晕角动量-大尺度结构相关性中的翻转现象不仅存在于纤维状(Filament)结构中, 还存在于团块结构中(Knot), 对于纤维状结构中的暗晕, 其角动量-大尺度相关性与暗晕的形成时间、迁移时间以及暗晕在纤维状结构中的质量增长率有关. 我们进一步发现, 统计上, 所有暗晕在早期的角动量方向都是倾向平行于大尺度方向, 随后逐渐向着垂直方向演化. 大质量的暗晕演化得较快, 而小质量的暗晕演化得较慢. 因此,如今小质量暗晕表现出角动量方向和大尺度方向的平行趋势, 而大质量暗晕则表现为垂直趋势. 这一演化模式与暗晕在大尺度上吸积物质方式的改变有关: 早期暗晕在垂直大尺度方向上吸积物质, 从而使得所有暗晕角动量平行大尺度方向, 随着平行大尺度方向物质吸积逐渐加剧, 暗晕角动量逐渐向着垂直大尺度方向转变. 最后, 我们考察了流体数值模拟中星系角动量-大尺度的相关性. 我们的主要发现是: 低质量、蓝色、扁圆形星系的角动量方向倾向与大尺度潮汐场中物质塌缩最慢的方向平行, 而大质量、红色、长椭形星系的角动量方向往往与大尺度方向垂直. 这些因素中,质量是主因. 在红移$z=0$时,从平行到垂直趋势过渡位置对应的恒星质量约为$10^{9.4}\msun$、g-r颜色约为$0.62$、3轴形状参数约$0.4$. 随着红移增加, 过渡质量逐渐变小.

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