基于深度学习方法分类红团簇星与红巨星分支恒星

为了获取更纯净的红巨星样本,采用基于深度学习的方法对来自APOGEE-2的2万多颗星的演化类型进行了分类;使用APOKASC-2中的4216颗星为训练集,将神经网络训练出的模型应用到红巨星分支恒星和红团簇星的分类中;以APOKASC-2中的1807颗星为测试集,模型应用到测试集的结果显示,该方法的均方误差、均方根误差、平均绝对误差分别是4%、20%、9%。接着将模型应用到来自APOGEE-2的2万多颗星,得到结果的均方误差、均方根误差、平均绝对误差分别是5%、24%、8%。此外,分析使用了LAMOST DR7的数据进行测试,结果显示此方法的准确率目前能达到98%。通过对比,我们的方法与部分其他分类方法的准确率基本一致。未来可以将此方法应用于更大样本的红巨星分支恒星和红团簇星的分类工作。

Crab脉冲星巨脉冲辐射等待时间分布的非稳态泊松模拟

利用中国科学院新疆天文台南山观测站26m射电望远镜,在中心频率1556MHz,对Crab脉冲星(PSR B0531+21)进行了长达12.6h的连续观测,观测带宽为512MHz,时间分辨率为32μs,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100Jy.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.

渐近安全引力下的黑洞阴影和光环

重点讨论了薄盘吸积与渐近安全(asymptotically safe,AS)引力修正参数对黑洞阴影和光环的影响.对于薄盘吸积,黑洞的暗区就是黑洞的阴影,而明亮的光环则是由直接像、透镜环和光子环组成的.对于吸积盘辐射源比强度,考虑了3个不同辐射轮廓模型.对辐射起始于最内圆轨道的二阶衰减函数模型,直接像、透镜环和光子环可以明显区分.直接像对黑洞光环亮度贡献最大,透镜环对光环亮度贡献很小,而光子环的贡献几乎可以忽略,且对应观测强度的峰值随AS引力参数的增加而减小,即对应光环亮度随修正参数的增大而变暗.对于辐射起始于光子球半径的三阶衰减函数模型,透镜环和光子环叠加在直接像上,使观测强度出现新的极值.这一极值随AS引力修正参数的增加而增加,且使得黑洞光环的亮度更亮.对辐射起始于事件视界的反三角衰减函数模型,透镜环和光子环在直接像上的叠加范围更大,观测到的光环更宽,且AS引力参数值越小,透镜环和光子环越难区分,黑洞光环的亮度越大.总之,研究表明,黑洞阴影半径的大小随AS修正参数的增加而减小,对于不同的AS引力修正参数,辐射源光强度、尤其是观测强度的辐射轮廓存在显著差异,导致黑洞的阴影和亮环明显不同.

de Rham-Gabadadze-Tolley(dRGT)黑洞的热力学与弱宇宙监督假设

有质量引力理论作为修正引力理论之一,对探究宇宙加速膨胀,以及解释暗能量和暗物质问题等有重要意义。研究了在常规相空间中de Rham-Gabadadze-Tolley(dRGT)有质量引力下球对称黑洞的热力学第一定律、热力学第二定律与弱宇宙监督假设是否成立;并通过图像探究熵的微分变化量随事件视界r_(d)变化的影响,以及与dRGT黑洞无量纲自由参数α,β与引力子质量对该图像的影响。在研究过程中,通过引入标量粒子的能量-动量关系,来验证黑洞热力学第一定律是否成立,通过观察事件视界对熵的微分变化量的影响,来验证黑洞热力学第二定律是否成立。研究发现,黑洞在吸收粒子的同时,其视界半径始终存在,从而使奇点始终没有裸露出来。结果表明,在dRGT有质量引力下球对称黑洞的热力学第一定律,热力学第二定律与弱宇宙监督假设均成立。

de Rham-Gabadadze-Tolley(dRGT)黑洞的热力学与弱宇宙监督假设

有质量引力理论作为修正引力理论之一,对探究宇宙加速膨胀,以及解释暗能量和暗物质问题等有重要意义.本文研究了在常规相空间中de Rham-Gabadadze-Tolley(dRGT)有质量引力下球对称黑洞的热力学第一定律、热力学第二定律与弱宇宙监督假设是否成立;并通过图像探究熵的微分变化量随事件视界r_(d)变化的影响,以及与dRGT黑洞无量纲自由参数α,β与引力子质量对该图像的影响.在研究过程中,通过引入标量粒子的能量G动量关系,来验证黑洞热力学第一定律是否成立,通过观察事件视界对熵的微分变化量的影响,来验证黑洞热力学第二定律是否成立.研究发现,黑洞在吸收粒子的同时,其视界半径始终存在,从而使奇点始终没有裸露出来.结果表明,在dRGT有质量引力下球对称黑洞的热力学第一定律,热力学第二定律与弱宇宙监督假设均成立.

帕克斯脉冲星计时阵

2023年,国际上几个脉冲星计时阵团队同时独立宣布发现了纳赫兹引力波背景信号的证据。这预示着一扇全新的引力波天文学观测窗口即将打开。帕克斯脉冲星计时阵是第一个正式运行的脉冲星计时阵实验,在研发先进的脉冲星观测仪器和高效的数据处理软件、发展脉冲星计时噪声分析和引力波搜寻方法等方面做出了开创引领性贡献。文章将介绍帕克斯脉冲星计时阵的发展历程、对领域的独特贡献和最新的研究成果。

PSR J1701-3726脉冲消零现象研究

利用Parkes 64 m射电望远镜在中心频率为1369 MHz的观测数据,分析了PSR J1701-3726的脉冲消零现象,发现这颗星的脉冲消零现象存在准周期性,准周期值约为81.25P,其中P为PSR J1701-3726的自旋周期,并计算出脉冲消零比(Nulling Fraction,NF)为27%±0.97%.进一步研究单脉冲在脉冲辐射窗口区域的相对能量随时间的变化关系,发现在消零态和爆发态之间存在a、b、c、d共4种不同的切换模式,其中,a模式出现23次,b模式出现6次,c模式出现5次,d模式出现79次,表明状态转换可能存在一定的随机性.

预训练模型在脉冲星候选体筛选中的应用研究

预训练模型逐渐成为一种工具并应用于各种下游任务。其中,由于各望远镜位置、使用数字后端、处理技术以及周围干扰环境的不同,脉冲星候选体筛选需使用极端不平衡的数据从头训练并设计深度学习模型,存在流程复杂、时效性差、难度大的问题。针对上述问题,基于ImageNet数据集预训练模型,对比分析其在脉冲星数据集的表现,并比较其Precision、Recall、F1-Score。首先,使用LogME方法评估各模型在脉冲星数据集的可迁移性;其次,使用后端融合的方式融合频率-相位图和时间-相位图的2种特征;最后,使用逐层解冻的方式微调对比可迁移性评分高的14个模型。结果表明,预训练方式所需资源少、收敛速度快,能应用于脉冲星筛选任务,在需要更进一步提升模型效果时,也可以考虑这些模型作为基础模块用于提取特征。

大麦哲伦云超泡30 Doradus C研究进展

超泡是由OB星协中大质量恒星星风或/及超新星爆炸驱动而产生的带壳层的巨型泡状星际介质结构,在多个波段都有明显的发射特征,是研究天体辐射机制的重要场所。30 DorC是大麦哲伦云中唯一已观测到明显非热辐射的超泡,非热辐射覆盖了整个超泡区域且在壳层处最显著,是大麦哲伦云中结构最大的非热辐射源。回顾与总结了截至目前天文学界对30 DorC的研究成果,介绍了超泡内展源的基本情况,包括X射线热辐射、非热辐射以及其他波段的结果,同时对超泡内部已发现的点源信息做了整理,并讨论了超泡30 DorC内粒子加速的证据、可能的粒子加速机制、超泡形成原因等热点问题。

黑洞X射线双星中X射线反射成分的研究进展

反射是研究黑洞X射线双星的一个重要工具,有助于理解强引力场中所独有的许多物理过程。综合了观测和理论方面的研究,探讨了黑洞X射线双星中X射线反射成分的最新进展:(1)介绍了反射成分的相关物理过程和能谱形态特征;(2)回顾了近年来在黑洞X射线双星不同能谱态中发现的反射成分及其特征;(3)回顾了反射模型的发展历史,并着重介绍了现有的反射模型,其中特别关注了最近发展起来的relxill模型;(4)探究了反射成分研究中的一些难点和挑战,例如吸积盘厚度和冕区性质的不确定性;(5)对未来黑洞X射线双星反射成分的研究进行了展望。

外赋AGB星星风吸积的角动量守恒模型

用整个系统的角动量守恒条件代替切向动量守恒条件，推导出星风质量吸积及轨道参量变化方程．在新的轨道参量变化方程的基础上，计算了外赋AGB星系统的星风质量吸积及轨道参量的变化．将星风吸积模型同内禀AGB星核合成模型结合起来，通过逐次脉冲吸积质量和混合，自洽地计算外赋AGB星的重元素超丰，并给出计算结果与观测值的比较．对初始质量较大的Ba星（M2．0＝2．5M⊙），当系统轨道周期大于1300天时，属于星风吸积，小于600天成为共同包层双星或灾变双星．对初始质量较小的Ba星（M2．0＝13M⊙），当系统轨道周期大于1600天时，属于星风吸积，小于600天时成为灾变双星，由此可以解释Ba星的重元素超丰和轨道参量的观测事实，并有利于解释观测到的外赋S星轨道周期的600天下限．随着星风吸积过程的进行，轨道偏心率逐渐增大，这对解释Ba星轨道偏心率平均值大于外赋S星和CH星平均值的观测事实有利．

基于文献分析脉冲星搜寻及应用研究进展

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。

基于声表面波色散延迟线激励的高精度时间间隔测量方法的研究

高精度时间间隔测量技术对国民经济与国防建设意义重大。论述了一种新的高精度时间间隔测量方法,单次测量可以达到亚皮秒(<1 p8)量级的测量精度。该方法利用声表面波色散延迟线作为时间内插器,时间内插器起到时间拉伸的作用,从而可以获得多个测量值,在随后的处理中,由于互相关运算的平均效果,总的测量误差将被大大降低。用窄脉冲去激励声表面波色散延迟线,输出响应为线性调频信号,通过对两次激励的输出响应作互相关运算,对运算结果的相频特性作一阶拟合,便可以精确地得出这两次激励之间的时间间隔。详细推导了测量误差的传播模型,并着重分析了3类主要噪声产生的测量误差,进而提出了减小测量误差的具体措施。

中子星或是理解暗物质关键

据报道,澳大利亚墨尔本大学领导的ARC暗物质粒子物理卓越中心物理学家在最新一期《宇宙学和天体粒子物理学杂志》上发表论文称,他们通过计算发现,当暗物质粒子在冷却死亡的中子星内部碰撞并湮灭时,传递的能量会使恒星迅速升温。这项研究首次表明,大部分能量可在几天内储存起来。中子星或许“掌握”着理解神秘暗物质的“钥匙”,为科学家解开宇宙一大谜团提供了方向。

再论暗物质、暗能量、引力波-中微子及力的统一问题——从宇宙微波背景辐射B模偏振之发现的物理学意义谈起

进一步探讨暗物质、暗能量、引力波-中微子及力的统一问题,结果认为:(1)以宇宙大部分星系合并成的重力真空星的类似局部暴涨解释了宇宙加速膨胀的可能是暗能量的高比例之源;证明哈佛—史密森天体物理学中心等BICEP2望远镜发现的宇宙微波背景辐射的B模式偏振信号,可能是宇宙暴涨与上述的类似局部暴涨的引力波叠加作用的结果。(2)英国《自然》杂志发表的76个"黑洞"探测所发现的强大的磁场,客观上较强有力地支持作者提出的"黑洞"(暗星)的夸克星模型:由1/3基本电荷的正负夸克以类似于金刚石的正四面体"空间点阵"组成。质能守恒定律提示1/3基本电荷的夸克可能是空心结构。(3)进一步支持"黑洞"(暗星-夸克星)作为暗物质的候选者的可行性。

基于LAMOST DR8光谱搜寻白矮星

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4692颗白矮星和85颗激变变星,其中2876个目标在之前的工作中已经被证认为白矮星,1854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。

强电荷屏蔽下的电子俘获率

分析了电荷屏蔽对超新星前身星环境下的电子俘获反应的影响,分析中强电荷屏蔽势能采用了最近人们利用线性响应理论给出的结果,对核素56Co,56Fe,56Mn电子俘获率的分析计算表明,在低温高密情形下,电荷屏蔽对电子俘获反应的影响较先前的分析的影响程度略小,但电荷屏蔽对电子俘获反应的影响仍然显著.

Free Energy of Anisotropic Strangeon Stars

Can pulsar-like compact objects release further huge free energy besides the kinematic energy of rotation?This is actually relevant to the equation of state of cold supra-nuclear matter,which is still under hot debate.Enormous energy is surely needed to understand various observations,such asγ-ray bursts,fast radio bursts and softγ-ray repeaters.In this paper,the elastic/gravitational free energy of solid strangeon stars is revisited for strangeon stars,with two anisotropic models to calculate in general relativity.It is found that huge free energy(>10^(46)erg)could be released via starquakes,given an extremely small anisotropy((p_(t)-p_(r))/p_(r)~10^(-4),with pt/pr the tangential/radial pressure),implying that pulsar-like stars could have great potential of free energy release without extremely strong magnetic fields in the solid strangeon star model.

新前身星模型对超新星爆发的影响

采用2002年Woosley给出的前身星模型,使用"WZYW89"程序数值模拟了质量为11—40M_⊙的Ⅱ型超新星的爆发过程.计算结果显示新模型对Ⅱ型超新星塌缩、激波传播及爆发都有不同程度的影响.此外,还讨论了激波初始能量的定义.

基于小波模极大值相关信息的脉冲星标准脉冲轮廓累积方法

讨论了产生脉冲星标准脉冲轮廓的重要性.在分析经典脉冲轮廓生成方法的基础上,提出了基于小波模极大值相关处理的脉冲轮廓累加方法.首先将观测数据按周期分组,分别进行小波分解,生成粗尺度上以脉峰为特征点的小波系数;然后,选择某组高信噪比信号的系数为参考数据,分别与其它各组变换系数进行相关,确定脉峰的相对时延.最后,对分组的原始观测数据按此相对时延量进行累加,生成脉冲轮廓.观测信号可先通过背景噪声估计和平滑处理而得到信噪比较高的归一化标准轮廓.实例分析以及与模板相关法的比较结果表明t该方法简单而有效,不需要设计近似模板,且对噪声类型不敏感,具有较高的工程应用价值.