• 2023年第64卷第6期文章目次
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    • 环红矮星行星系统的观测和理论研究概述

      2023, 64(6):60. DOI: 10.15940/j.cnki.0001-5245.2023.06.001

      摘要 (182) HTML (0) PDF 3.30 M (548) 评论 (0) 收藏

      摘要:红矮星是质量最小, 光度最低的一类主序恒星. 随着探测技术的提升, 在其周围探测到了丰富的行星种群, 与其他类型恒星周围的行星具有不同的分布特征. 在红矮星周围, 类地行星具有较高的出现率, 由其构成的行星系统构型十分紧凑. 宜居带的范围更靠近主星, 更有利于搜寻宜居行星. 超级地球和亚海王星之间过渡半径的分布特征也与类太阳恒星存在差异. 巨行星在小质量恒星周围的发现更是对理论模型提出了巨大挑战. 原行星盘中固体物质的质量随主星质量迅速衰减, 是否能够解释巨行星的起源仍然是未解之谜. 得益于TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite), James Webb和ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array)等望远镜的观测, 为行星形成研究提供了新的认知和契机. 将回顾红矮星周围不同行星种群的观测, 并总结对于红矮星周围行星形成理论的最新认知.

    • 太阳风中阿尔文波的研究进展

      2023, 64(6):61. DOI: 10.15940/j.cnki.0001-5245.2023.06.002

      摘要 (99) HTML (0) PDF 3.47 M (495) 评论 (0) 收藏

      摘要:阿尔文波在太阳风中普遍存在, 对其中等离子体的加热与加速有重要意义. 从太阳风中的结构、太阳风湍流、太阳风全球模型、等离子体不稳定性(参量衰变不稳定性和火蛇管不稳定性)、太阳风的加热与加速等方面, 总结了近年来太阳风中阿尔文波相关的研究进展. 结合目前的研究趋势, 从亚阿尔文速太阳风、太阳风全球模型和太阳源区3个方向展望了未来阿尔文波的相关研究.

    • 斜轴式望远镜动力学建模与鲁棒控制

      2023, 64(6):62. DOI: 10.15940/j.cnki.0001-5245.2023.06.003

      摘要 (138) HTML (0) PDF 2.38 M (335) 评论 (0) 收藏

      摘要:斜轴式望远镜是一种新颖的望远镜结构, 其独特的结构设计更适合南极等极端气候环境, 但目前国内外缺乏针对斜轴式望远镜详细的动力学建模与控制研究. 提出一套斜轴式望远镜动力学建模与鲁棒控制方法, 首先, 对斜轴式望远镜进行了动力学分析, 采用拉格朗日法建立望远镜2自由度刚体模型; 接着, 结合望远镜驱动系统的柔性和所受干扰, 完成了斜轴式望远镜的干扰情况下刚柔耦合系统数学模型的推导; 然后, 针对抗干扰问题, 根据所建数学模型, 设计了基于干扰观测器的滑模控制器, 对于所受干扰进行抑制, 实现了斜轴式望远镜的鲁棒控制; 最后, 仿真结果显示, 在考虑模型的非线性外部干扰的情况下, 相比于传统的比例-积分-微分控制器, 基于干扰观测器的滑模控制器使得系统具有更好的动态性能和抗干扰特性.

    • 超大口径射电望远镜温度场分析

      2023, 64(6):63. DOI: 10.15940/j.cnki.0001-5245.2023.06.004

      摘要 (123) HTML (0) PDF 2.32 M (462) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着天线口径增大、频率升高, 日照热对其性能的影响愈发严重. 针对待建的新疆110 m大口径全可动射电望远镜, 建立其热分析有限元模型, 研究天线在夏至日不同太阳时刻的温度场分布特性. 结果如下: 一天中, 主反射面的最高温度可达42.86℃, 出现在14时, 同时刻撑腿的温度也达到峰值, 为41.74℃. 背架水平分区温差在5时、18时、19.5时均超过1℃, 会对天线指向性能产生较大影响. 夜间天线结构温度分布亦不均匀, 俯仰结构的温差明显高于其他构件, 最大温差为6.42℃, 通过数值模拟与试验相结合的方法, 证明了构件的壁厚差异是导致结构夜间温差较大的主要原因.

    • 内日冕的绿线强度分布研究

      2023, 64(6):64. DOI: 10.15940/j.cnki.0001-5245.2023.06.005

      摘要 (53) HTML (0) PDF 1.07 M (451) 评论 (0) 收藏

      摘要:日冕是太阳大气活动的关键区域, 是日地空间天气的源头. 受观测限制, 对日冕低层大气等离子体结构和磁场状态的研究非常欠缺, 国际上对于可见光波段日冕低层大气的亮度分层研究很少. 利用丽江日冕仪YOGIS (Yunnan Green-line Imaging System)的日冕绿线(FeXIV5303 Å)观测资料,对内日冕区域(1.03R-1.25R, R表示太阳半径)亮结构及其中冕环进行了有效的强度衰减分析. 对亮结构的强度在太阳径向高度上进行了指数衰减拟合, 比较这些拟合结果发现所得到的静态内冕环的衰减指数在一固定值附近. 然后将比较明显的冕环提取出来, 通过对不同高度的绿线强度进行指数拟合, 得出的衰减指数与亮结构中也比较相近, 这对进一步研究日冕中的各项物理参数演化提供了参考.

    • 脉冲星对氢原子钟的频率驾驭算法研究

      2023, 64(6):65. DOI: 10.15940/j.cnki.0001-5245.2023.06.006

      摘要 (47) HTML (0) PDF 1.76 M (460) 评论 (0) 收藏

      摘要:氢原子钟具有较高的短期稳定度, 将其作为主钟可在短期内产生高精度的本地时间信号. 但氢钟存在频率漂移现象, 导致其长期稳定度较差, 从而影响本地时间的准确性. 毫秒脉冲星自转高度稳定, 借助于其长期稳定度高的特性, 可定期实现对氢原子钟的频率驾驭, 并对实时信号加以控制. 首先分析了国际脉冲星计时阵(International Pulsar Timing Array, IPTA)第二批发布数据中四颗毫秒脉冲星的稳定度随时间的变化, 同时采用哈达玛方差分析了中国科学院国家授时中心(National Time Service Center, NTSC)一台氢钟的频率稳定性能, 最终给出了利用脉冲星驾驭氢原子钟频率的方法.

    • 地月DRO星载光学测量近地小行星轨道确定

      2023, 64(6):66. DOI: 10.15940/j.cnki.0001-5245.2023.06.007

      摘要 (105) HTML (0) PDF 20.21 M (472) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对地基光学监测系统对近地小行星在近太阳方向的监测存在盲区的问题, 提出了远距离逆行轨道\lk(Distant Retrograde Orbit, DRO)天基光学平台对近地小行星进行跟踪定轨的方法. 通过可视性分析, 筛选仿真观测数据, 利用美国宇航局喷气推进实验室(Jet Propulsion Laboratory, JPL)公布的小行星初始轨道信息对不同轨道类型的目标天体进行轨道确定, 将计算结果与参考轨道对比分析. 仿真结果表明: 在测量精度2角秒, 定轨弧长3年的情况下, DRO平台对仿真算例中所选择的近地小行星的定轨精度可以达到几十公里量级, 其中Atira型轨道精度可达10公里以内. 由此可见, DRO天基平台对近地小行星具有较好的监测能力, 定轨精度能实现对目标小行星的精确跟踪, 并对其进行轨道预报.

    • 基于分布式执行框架的低频射电干涉阵列成像管线优化

      2023, 64(6):67. DOI: 10.15940/j.cnki.0001-5245.2023.06.008

      摘要 (63) HTML (0) PDF 2.42 M (375) 评论 (0) 收藏

      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.

    • 轻夸克物质团、奇异子和致密矮星

      2023, 64(6):68. DOI: 10.15940/j.cnki.0001-5245.2023.06.009

      摘要 (131) HTML (0) PDF 917.87 K (367) 评论 (0) 收藏

      摘要:相对于核物质和奇异夸克物质, 仅由两味夸克构成的轻夸克物质(即ud夸克物质)有可能更稳定. 而对于由这三类物质构成的典型物质集团, 研究发现如果ud夸克物质具有较大的对称能, 那么其物质团会在特定大小(重子数$A\approx1000$)时最稳定. 在这种情况下, 就可能存在由ud夸克物质团和电子构成的致密矮星, 即ud夸克矮星. 通过进一步研究这类ud夸克矮星的结构可知: 相较于传统的由原子核和电子构成的白矮星, ud夸克矮星通常具有较小的半径, 而被正常物质覆盖的ud夸克矮星的半径则在它们之间, 这与最近观测到的质量和半径都异常小的白矮星相符.

    • Cassini图像中受散射光影响的7颗土星近环内卫星的天体测量

      2023, 64(6):69. DOI: 10.15940/j.cnki.0001-5245.2023.06.010

      摘要 (74) HTML (0) PDF 1.51 M (383) 评论 (0) 收藏

      摘要:卡西尼号探测器携带了光学成像科学子系统(ISS: Imaging Science Subsystem), 在2004--2017年间拍摄了一些土星内卫星的图像. 部分图像中土星内卫星非常靠近土星环, 观测对象受土星环散射光影响导致测量精度差, 甚至无法测量. 由此提出一种适用于这类图像的背景消除算法, 可对受土星光环散射光影响的土星内卫星进行测量. 归算了7颗近环内卫星(土卫十(Janus)、土卫十一(Epimetheus)、土卫十五(Atlas)、土卫十六(Prometheus)、土卫十七(Pandora)、土卫三十二(Methone)和土卫四十九(Anthe))的70张ISS图像, 并与不消除散射光的方法进行了比较. 结果显示, 该方法至少可以提高43%的精度. 和喷气推进实验室的土星卫星历表\lk SAT415相比, 测量得到的赤经和赤纬方向的残差均值分别为0.72km和2.26km, 标准差分别为10.99km和11.36km.

    • 中外大学天文学教材评述

      2023, 64(6):70. DOI: 10.15940/j.cnki.0001-5245.2023.06.011

      摘要 (163) HTML (0) PDF 723.76 K (658) 评论 (0) 收藏

      摘要:大学天文学是高校天文学专业最重要的专业基础课程, 主要 讲授天文学的基础知识和发展全貌, 具有覆盖面广、知识点多的特点. 教材的质量对于帮助学生理解天文学的基本原理和方法、提高学术水平和科学素养起到关键作用. 对于非天文学专业的学生和天文爱好者, 天文学教材也是拓展科学知识和认知宇宙的重要途径. 我国的大学天文学教材建设与欧美发达国家相比在数量和质量上还有不小差距. 梳理了国内外较有代表性的大学天文学教材, 评述其特色、优势和有待改进之处, 比较中外教材在内容和写法上的异同. 通过分析国外优秀教材的编著理念、方法和技巧, 为我国未来天文学教材建设提供参考建议.

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