• 2019年第60卷第3期文章目次
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    • >天文大科学工程
    • 高海拔宇宙线观测站LHAASO概况

      2019, 60(3):1-16. DOI: 10.15940/j.cnki.0001-5245.2019.03.019

      摘要 (148) HTML (0) PDF 8.24 M (568) 评论 (0) 收藏

      摘要:宇宙线发现百年以来, 宇宙线起源仍然是一个谜. 研究宇宙线起源主要在甚高能(VHE)伽马射线天文学和宇宙线物理学两个领域交叉展开. 新一代高海拔宇宙线观测站(LHAASO)拥有高海拔、全天候和大规模优势, 利用多种探测手段对宇宙线开展联合观测, 大幅提升对伽马射线和宇宙线的鉴别能力. LHAASO将开展全天区伽马源扫描搜索以大量发现新伽马源, 将获得30TeV以上伽马射线探测的最高灵敏度, 将在宽达5个数量级的能量范围内精确测量宇宙线分成份能谱, 为揭开宇宙线起源谜团给出重要判据. 系统介绍了LHAASO的探测器结构、性能优势和科学目标.

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    • S5 2007+777的射电性质研究

      2019, 60(3):17-32. DOI: 10.15940/j.cnki.0001-5245.2019.03.020

      摘要 (75) HTML (0) PDF 482.66 K (552) 评论 (0) 收藏

      摘要:S5 2007+777是一个典型的低峰值频率的蝎虎天体, 该天体具有kpc尺度的X射线喷流, 文献中利用模型估算的方法, 得出X射线波段的多普勒因子达到13.0, 从而喷流尺度可以达到Mpc量级. 在此, 搜集了有关S5 2007+777的欧洲甚长基线射电干涉网(European VLBI Network, EVN)高分辨率档案数据、美国甚长基线射电干涉网(Very Long Baseline Array, VLBA) 15GHz观测数据等, 研究了喷流的射电结构、亮温度、自行等方面的性质, 发现该源的甚长基线干涉测量(Very Long Baseline Interferometry, VLBI)不同波段的喷流方向一致, 但与文献中给出的kpc尺度的X射线喷流和甚大阵(Very Large Array, VLA)射电喷流方向存在一定的差异, 说明该源的喷流辐射存在多普勒增亮效应. 由VLBI观测得到的亮温度, 估算了该源的射电多普勒因子的平均值及中值均为5.0, 此值小于文献中X射线波段的多普勒因子, 但与文献中利用其他方法得到的射电波段多普勒因子是一致的; 另外, 对多历元观测数据的拟合发现此源相同波段的各个成分在长历元上没有明显的自行, 短历元上的自行甚至是视超光速运动. 这可能是由低表面亮度成分中心位置的转移造成的. 这同时也验证了之前估算的射电多普勒因子不是很大, 小于X射线波段多普勒因子的结论. 利用所得到的射电多普勒因子, 发现该源具有较大尺度的本征射电喷流, 可达到0.5Mpc, 由于这里使用的是均值, 因此说明该源也有可能具有接近巨射电星系尺度的喷流.

    • 含辐射和扁率的圆型限制性三体问题的轨道稳定性研究

      2019, 60(3):33-43. DOI: 10.15940/j.cnki.0001-5245.2019.03.021

      摘要 (493) HTML (0) PDF 586.03 K (1697) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于最小二乘法原理的速度因子方法是保流形结构算法中效率最高、稳定性最好、应用最广的方法. 利用速度因子方法讨论了主星为辐射源, 伴星为扁球的平面圆型限制性三体问题的稳定性问题. 数值研究表明: (1)仅考虑扁状摄动项时, 系统混沌运动的轨道数量会增多; (2)仅考虑辐射项时, 系统有序运动的轨道数量会增多; (3)同时存在辐射和扁状摄动时, 辐射占主导作用, 系统有序运动的几率会增加.

    • 基于数据融合的电离层VTEC反演精度分析

      2019, 60(3):44-53. DOI: 10.15940/j.cnki.0001-5245.2019.03.022

      摘要 (152) HTML (0) PDF 3.16 M (716) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着空间目标活动和卫星导航系统的增多, 观测电离层数据的途径越来越多, 探测精度也越来越高. 在Kalman 滤波的基础上, 利用2016年的国际参考电离层(IRI-2016)模型中电离层垂直电子含量(Vertical Total Electron Content, VTEC), 结合地基反演得到的VTEC值, 利用数据融合算法提高电离层VTEC的近实时反演精度. 针对加拿大附近高纬度区域(${130^ \circ

    • 低信噪比下短波授时信号的去噪方法研究

      2019, 60(3):54-61. DOI: 10.15940/j.cnki.0001-5245.2019.03.023

      摘要 (131) HTML (0) PDF 2.48 M (556) 评论 (0) 收藏

      摘要:提出一种基于经验模态分解与改进型谱减法相结合的低信噪比短波时号语音增强方法, 解决在复杂噪声环境下短波时号无法用于定时的问题. 该方法的核心思想是利用希尔伯特-黄变换(HHT)算法对带噪短波时号进行经验模态分解, 通过最大相关度筛选出含有短波时号的固有模态分量进行重构, 再对重构之后的信号进行谱减, 从而达到降噪的目的. 实验表明: 该方法的降噪效果优于传统方法.

    • 德令哈13.7m望远镜接收机抗射频干扰研究

      2019, 60(3):62-76. DOI: 10.15940/j.cnki.0001-5245.2019.03.024

      摘要 (148) HTML (0) PDF 12.09 M (775) 评论 (0) 收藏

      摘要:在天文观测中, 射频干扰会造成假谱, 降低数据的可靠性和有效性. 射频干扰消减旨在减少干扰信号对射电天文观测的影响, 包含器件方面的技术革新和数据处理领域的方法研究. 针对德令哈13.7m望远镜接收机中频部分引入的射频干扰, 通过优化中频器件的抗射频干扰能力, 提高了接收机的整体抗射频干扰能力, 以主动消除方法来减少射频干扰耦合到接收机内部. 分析了接收机干扰的传输路径, 提出了器件射频干扰的直接耦合系数和器件射频干扰的系统耦合系数的概念, 为定位干扰敏感器件并量化干扰引入比重提供了基础. 经过抗射频干扰优化后, 接收机抗干扰能力改善30dB左右, 望远镜的天文观测效率提高10%以上.

    • 一种GCRS下Lambda型双向频率传输的高精度相对论模型

      2019, 60(3):77-92. DOI: 10.15940/j.cnki.0001-5245.2019.03.025

      摘要 (124) HTML (0) PDF 304.00 K (523) 评论 (0) 收藏

      摘要:高精度时频信号传递是现代物理学、天文学和计量科学所需要的重要技术. 要实现空间高精度时频传递必须考虑相对论效应的影响. 在IAU(国际天文学联合会)2000决议提出的相对论天文参考架下, 结合当今国内外微波和激光链路传递技术, 考察了在信号传递过程中涉及到的相对论效应, 在地心天球坐标系下提出了超高精度的相对论理论模型($1/c^4$量级), 可用于未来高精度频率传递试验. 并在该频率不确定度的前提下结合实例对定轨精度、信号转发间隔等技术指标给出了约束条件, 对于国内未来空间超高精度时频传递以及开展相关的科研任务具有较重要的参考和应用价值.

    • 北斗卫星导航系统SISURE初步评估

      2019, 60(3):93-103. DOI: 10.15940/j.cnki.0001-5245.2019.03.026

      摘要 (94) HTML (0) PDF 275.83 K (648) 评论 (0) 收藏

      摘要:北斗导航系统自2018年12月27日提供全球服务以来, 其服务性能受到了极大关注. 以上海天文台iGMAS (International GNSS Monitoring & Assessment System)分析中心发布的精密轨道、钟差产品作 为基准, 评估了2019年年积日3--12d的北斗二号、北斗三号以及GPS广播星历的轨道、钟差和空间信号用户测距误差(Signal in Space User Ranging Error, SISURE, 简称为URE), 并且对北斗卫星导航 系统结果进行了详细的分析. 结果表明: 在评估时间段内, 北斗三号广播星历轨道精度、URE均明显优于北斗二号, 且部分结果优于GPS. 北斗三号广播星历轨道 径向精度最高, 优于0.2m. 北斗三号全部卫星URE均值优于0.4m, URE RMS (root mean square)优于0.5m. 北斗二号每颗卫星URE均值、95%URE (置信度为95%的URE)、URE RMS小于2m, 北斗三号每 颗卫星URE均值、95%URE、URE RMS小于1m, 均达到了系统公开承诺的服务性能标准.

    • >博士学位论文摘要选登
    • 高红移亚毫米星系中星际介质的物理状态

      2019, 60(3):104-107. DOI: 10.15940/j.cnki.0001-5245.2019.03.027

      摘要 (148) HTML (0) PDF 118.38 K (582) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着亚毫米波望远镜的发展, 利用这些新的探测设备, 人们在亚毫米波段发现了一类高红移且富含尘埃的 星系, 将其称为亚毫米星系. 这类星系的发现革新了我们对星系的演化以及极端条件下的恒星形成过程的认知. 这些亚毫米星系是宇宙中最强的星暴星系, 其中的恒星形成过程产生的能量接近爱丁顿极限. 人们普遍认为 这类星系正是近邻宇宙中那些大质量星系的前身天体. 但是,很难解释其在高红移 为何具有较高的数密度. 它们其中非常少的一部分会被处于视线方向上的大质量星系通过引力透镜作用放大变亮. 尽管这类处于引力透镜系统中的亚毫米星系十分稀少, 但近来人们通过大视场河外巡天, 发现了上百个此类天体, 这为我们研究高红移亚毫米星系中的星际介质提供了一个令人振奋的新途径. 我们从 Herschel-ATLAS巡天获得的源表中仔细地挑选出了一组受强引力透镜作用的亚毫米星系的样本. 我们利用IRAM (Institut de Radioastronomie Millim$\acutee$trique)的干涉阵NOEMA (NOrthern Extended Millimeter Array)和30 m单天线望远镜, 从16个亚毫米星系中探测到了水分子(H$_2$O)谱线. 我们发现水分子谱线的光度和星系的红外光度之间存在一个紧密的近似线性的相关性. 我们利用水分子的 远红外激泵激发模型, 从观测数据中求出了水分子气体和尘埃辐射的物理性质. 我们发现这些由水分子气体示踪的致 密热分子气体很可能跟剧烈的恒星形成活动紧密关联. 除了水分子气体谱线之外, 我们还在样本中的3个星系中探测 到了H$_2O^+$的若干条发射线. 我们发现从近邻的极亮红外星系到高红移的亚毫米星系, 它们的 H$_2$O和H$_2O^+$发射线的光度之间呈现出紧密的线性关系. 通过分析这两者的谱线强度比, 我们推测这些星系中星际介质的氧化学过程 很可能由其中剧烈的恒星形成活动所产生的宇宙射线主导. 除了水分子气体, 另外一个重要的分子气体探针为一氧化碳(CO)分子气体. 因此, 我们使用IRAM 30 m单天线 毫米波射电望远镜对亚毫米星系样本中的多能级CO谱线进行了观测. 通过分析CO发射线的谱线轮廓, 我们发现 引力透镜的非均匀放大效应会使观测到的谱线宽度被低估, 这个低估最大可以到2倍左右. 通过基于大速度梯度 (LVG)的CO谱线辐射转移模型, 并利用结合了贝叶斯思想的马尔可夫链蒙特卡洛方法, 我们得到了多能级CO谱线 所示踪的分子气体的物理性质, 包括: 分子气体的体密度、温度以及CO分子的柱密度. 通过对样本整体的统计分析, 我们发现星系整体的气体热压力与其恒星形成效率呈紧密的线性相关. 同时还研究了星系的分子气体 与其整体恒星形成之间的关系, 比如通过比较这些星系的气尘比以及气体耗散时标, 发现样本星系具有的这些性质与其他亚毫米星系并无差异. 最后, 我们对比了样本星系的CO谱线和H$_2$O谱线 的线宽, 发现这两者比较一致. 这意味着这两种分子气体辐射分布的空间区域较为类似. 为了更进一步了解高红移亚毫米星系中分子气体的性质、结构以及动力学的性质, 十分有必要利用 高空间分辨率的观测对其进行研究. 因此, 我们利用目前最强大的(亚)毫米波干涉阵ALMA (Atacama Large Millimeter/sub-millimeter Array)和北半球最先进 的毫米波干涉阵NOEMA对样本中最亮的两个星系进行了高空间分辨率的观测. 我们对CO谱线和H$_2$O谱线的 高分辨率成图进行了对比, 发现星系冷尘埃的辐射区域要小于CO和H$_2$O的区域, 但是后两者的分布比较一致. 通过构架其动力学模型我们发现这两个星系的运动学图像可以很好地用一个旋转盘模型来解释. 据此, 我们求出了其动力学质量以及有效半径. 随着未来NOEMA的发展以及ALMA的不断运行升级, 我们将不断地扩大受强引力透镜作用的高红移 亚毫米星系样本, 并在条件容许的情况下探测那些未经过引力透镜作用的星系. 通过观测这些星系中 不同种类的分子气体探针, 我们将对这些星系中的星际介质的物理化学状态以及其与恒星形成的关系有 更新的认识.

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