月基紫外-光学-红外天文观测站点选取方法研究

月面独特的位置和环境优势,为天文观测提供了难得的机会。目前包括中国、美国、欧洲航天局、俄罗斯、日本、印度等在内的多个国家和机构都在大力开展月球探测。对于开展多种科学研究的月球探测计划,站点的选取需综合考虑各项科学的需求。本文主要介绍开展月基紫外-光学-红外天文观测对观测站点的需求,并针对该需求提出了评估某个候选站址是否满足天文观测需求的定量化分析方法。该方法适用于全月面范围内任意指定点的选址分析,将为规划中的国际月球科研站等月球探测计划的建设提供参考和支撑。

奥尔夫教学法在儿童手风琴集体课中的运用

奥尔夫教学体系是当今世界流传最广的著名音乐教育体系之一。它重视听觉的训练,强调把音乐融于某种形式的动作,使学习者主动地参与到音乐活动之中。文章介绍了奥尔夫教学法在手风琴集体课中的运用实践及其良好效果,证明了奥尔夫教学法在手风琴集体课教学中大有用武之地。

地平式望远镜AGU标校模型与仿真试验

地平式望远镜中自动导星单元(Automatic Guiding Unit,AGU)用于导引主视场观测恒星,其视场仅约1'。控制软件需要控制AGU在二维运动,确保选择的参考星能够进入AGU视场;并且当参考星离开原来位置时能够给出偏差值以修正望远镜指向,从而实现主视场对恒星的凝视观测。基于球面投影坐标系分别为AGU的中心指向和像场旋转建立齐次方程修正模型,使得AGU可以按照赤道坐标指向恒星,并且当恒星偏离时能够给出误差值。

中国科学院国家天文台兴隆观测基地:回望月球,你和月球之间的距离只差一个望远镜

1969年7月,人类在月球上首次留下足迹。全世界有6亿人与他们的家人和朋友一起,围坐在收音机和电视机旁,共同见证了人类在月球上踏出的第1步。2019年适逢人类登月50周年,是组织跨越国界的全球性科普活动,再次重燃公众对月球的热情的最好时机。“回望月球”(On the Moon Again)活动最早是由法国科学家Nabila Aghanim提出的,号召全球的天文爱好者分享自己的望远镜,与公众共同观测月球,以纪念人类在月球上踏出的第1步。同时,2019年也是国际天文联合会成立100周年,所以这次活动也是IAU100“同一天空下”全球天文行动之一。作为全国科普教育基地,中国科学院国家天文台兴隆观测基地主动承担了这次回望月球活动中国区的宣传和组织工作。

太阳系外行星探测研究进展

太阳系外行星作为研究恒星演化重要的天体和探索生命起源的基础,多年来一直是天文学前沿研究的热点之一,目前已发展出近10种系外行星的探测方法。随着天文观测设备探测精度越来越高,自1992年至今,已发现4000余颗系外行星。近几年天基天文观测手段日趋成熟,探测系外行星的精度与效率得到了极大提高,并带动着更多地基系外行星探测项目开展。继目前最成功的太阳系外行星探测卫星开普勒(Kepler)之后,2018年4月TESS卫星成功发射,全球各地大量天文学家和地基光学望远镜设备纷纷加入太阳系外行星后随测光和光谱观测中,系外行星探测研究迎来了"黄金时代"。介绍了目前系外行星的探测方法和代表性探测项目,综述了类地行星、气态巨行星的探测研究现状和演化理论,并对未来5~10年内系外行星探测研究的发展趋势进行了展望。

Yb光纤激光频率梳用于兴隆高分辨率光谱仪波长定标的测试与分析

随着新型大口径光学望远镜和高分辨率阶梯光栅光谱仪的广泛应用,更高精度的波长定标逐渐成为亟需解决和改进的一个重要环节。新兴的激光频率梳技术用于天文领域作为波长定标装置,不仅能够提供强度均匀、间隔相等且稳定的定标谱线,而且可以带来更加理想的视向速度精度(cm/s或10-10),为天体物理学中许多重大科学问题带来了有效的解决途径。主要介绍了我国首次使用掺镱光纤激光频率梳作为波长定标装置用于高分辨率阶梯光栅光谱仪(HRS,R^50 000)的测试结果,及其在8个echelle级次上(约40.0 nm,550.0 nm^590.0 nm)范围内生成梳齿的谱线轮廓分析和定量的漂移跟踪。同时比较和讨论了国际同类定标装置的研究现状和特点,为以后进一步的完善和深入优化HRS-LFC(Laser Frequency Comb)系统奠定了基础。

基于GPU的小行星光学观测图像实时处理

小行星地基光学观测是小行星搜寻和性质研究的重要手段。近年来,小行星搜寻项目朝着大口径大视场的方向发展,探测能力提升的同时数据量也大大增长,为了提高小行星光学观测图像的处理速率,本文提出基于GPU的小行星光学观测图像实时处理方法。对Source Extractor算法进行研究,在满足提取精度的前提下,实现Source Extractor算法的简化和基于GPU的并行化;同时,采用Match匹配算法进行天文定位,并对Match匹配算法进行优化,提高算法适用性和准确率。实验结果表明利用NVIDA GeForce GTX 2080Ti显卡搭建的实验平台实现简化和并行化后的算法,相比于CPU下的串行算法,提速比可达17(S/N阈值设置为3),且随着高性能显卡的进一步发展,提速比还有提升空间,此方法还适用于其他光学巡天观测图像的处理。

兴隆观测基地的大气色散实测研究

大气色散会影响高分辨率成像、测光和光谱观测的质量。利用国家天文台兴隆观测基地80 cm望远镜获得了四个波长范围和五个天顶距的大气色散实测值,波段范围为360~440 nm、360~550 nm、360~640 nm和360~790 nm,天顶距分别为59.8°、57.6°、48.1°、47.8°和36.4°。讨论了实验过程中的四种主要误差来源,测量精度约为0.6″。根据观测时的天顶距、温度、湿度和气压等数据,结合大气折射模型计算了观测当时的理论大气色散值,与实测值进行了对比分析,结果基本吻合。对大气色散的影响因素和大气色散对高精度天文观测的影响进行了探讨,为大口径高精度天文观测提供了减小大气色散影响的方法。大气色散实测和理论计算结果表明:该方法可获得较高精度的大气色散值;大气色散对大口径望远镜的高精度天文观测影响较大,需要根据观测目的采用辅助设备来减小大气色散的影响。

量子科学实验光学地面站综合控制系统设计与开发

“墨子号”量子科学实验卫星(简称“墨子号”)是国际首颗从事空间尺度量子科学实验的卫星。“墨子号”和4个量子科学实验光学地面站及一个量子隐形传态光学地面站构建了天地一体化量子科学实验平台。为了实现各地面站的综合协调工作,需要研制一套量子科学实验光学地面站综合控制系统(简称地面站综合控制系统)。地面站综合控制系统涉及4个量子科学实验光学地面站,包括2个新建地面站和2个改造地面站,需要对其实现统一的接口和平台控制。参考国际标准接口,针对量子科学实验光学地面站的功能需求,采用分层和模块化的设计方法,将地面站综合控制系统分为:网络服务层、网络交互层和设备控制层。设计完成的地面站综合控制系统实现了以下功能:(1)科学数据的发布;(2)内外数据的交互;(3)量子科学实验卫星项目科学实验计划的解析执行;(4)测站环境和设备状况的监测。作为量子科学实验光学地面站的统一控制平台,地面站综合控制系统为量子科学实验光学地面站的全面协调控制提供了有力保障和支持,同时作为通用的地面站控制系统,具有便于向其他望远镜控制系统移植的优点。

4179号小行星地基光学观测的天文定位研究

在嫦娥二号卫星近距离观测4179号小行星的过程中，为确定小行星的精确运行轨道，使用地基光学望远镜对该小行星进行了观测．观测期间4179号小行星较暗（视星等为10．3-19．8星等）且其运动速度与恒星不同，凝视观测小行星时背景恒星能量分布不符合理想的PSF轮廓，传统天文定位方法一般定位精度只能达到单轴2″．通过优化背景恒星质心计算方法，4179号行星的定位精度提高至优于单轴1″。

一颗大质量恒星在死亡前猛烈抛射出星周物质

Ⅱ型超新星是宇宙中最常见的恒星爆炸,其富氢的大质量前身星最后阶段的演变让人捉摸不透.这类恒星晚期演化和由此产生的星周环境的差异导致了超新星丰富的观测多样性.为了建立Ⅱ型超新星爆炸与大质量恒星晚期演化之间的联系,有必要捕捉超新星爆炸的第一缕光,即由激波爆发冷却产生的高能光子电离星周物质造成的闪亮光谱.近邻星系M 101中爆发的SN 2023ixf为探索这个问题提供了难得的机会.本文利用爆炸后1~5天内频繁拍摄地闪亮光谱,对这颗超新星周围物质的性质进行严格的约束.计算得出,SN 2023ixf前身星在爆炸前最后2~3年中以高达M≈6×10^(-4)M⊙a^(-1)速率损失物质.这些物质以55 km s^(-1)的速度运动,在距离前身星不到7×10^(14)cm的位置形成致密的星周物质壳层.考虑到如此高的质量损失率和相对较大的风速,以及20年前的前身星图像,SN2023ixf可能是刚从红超巨星演化而来的黄巨超巨星产生的超新星爆炸.