基于SDSS-DR8及2MASS数据的疏散星团NGC 6791的基本性质研究

利用斯隆数字巡天（SDSS）第8次释放数据（DR8）的恒星光谱数据及2MASS（Two Micro All Sky Survey）近红外点源测光数据研究著名的疏散星团NGC 6791,得到该星团的视向速度与金属丰度分别为V_r=-46.4±0.2 km·s^-1和[Fe/H]=0.32±0.11dex.利用星团中红团簇巨星作为理想"标准烛光",结合2MASS近红外点源测光数据计算了该星团的绝对距离模数为（m-M）₀=13.02±0.08 mag或4.02±0.15 kpc.与其他研究者给出的结果进行了比较,金属丰度、视向速度及绝对距离模数都符合得比较好.主要结论有3点:（1）NGC 6791是个极度富金属的星团;（2）在SDSS的光谱分辨能力以内,分离出的87颗团星之间不存在明显的金属丰度差异;（3）得到的距离模数对年龄、金属丰度及尘埃消光不敏感,是一种可靠的间接测量.     

老年疏散星团的金属丰度及银盘金属丰度梯度演化研究

疏散星团是探究银河系结构与演化的良好示踪体,一直以来颇受关注.之前关于疏散星团的研究中,仅有一小部分疏散星团有金属丰度参数,而且,金属丰度的测量,是基于不同质量的观测数据,采用了不同的方法.收集了一个年龄大于2 Gyr的老年疏散星团样本,通过整理这些星团成员星的金属丰度数据,一方面,以星团NGC 2682为例,对比了不同光谱巡天项目给出的星团成员星金属丰度的系统差异;另一方面,计算了星团成员星金属丰度的平均值和中位值,作为该疏散星团的金属丰度推荐值.此外,还利用该样本探究了银盘径向金属丰度梯度随时间的演化,结果表明,早期银盘有着更加陡峭的径向金属丰度梯度,随着演化时间的增加,银盘径向金属丰度梯度逐渐趋于平缓,为银盘化学演化模型提供了更加严格的观测约束.     

金属丰度对球状星团动力学演化的影响

动力学过程和恒星演化及二者的互相影响都会对球状星团的演化产生重要影响.由于金属丰度会影响恒星的演化轨迹,与之相伴随的恒星质量损失率的变化也会对球状星团的动力学过程造成影响.通过一系列N体模拟研究金属丰度对球状星团的质量损失率、半径等的影响,并分析其原因,同时研究了大质量恒星以及星团初始数密度分布的影响.模拟中采用的球状星团模型初始成员星数目N=50000,运行于类银河系的引力势中并考虑成员星的演化.结果显示,由于低金属丰度恒星拥有较快的演化时标,所以贫金属球状星团在早期会拥有较高的质量损失,但与此同时它们的核塌缩时间会比后者显著推迟,因此在核塌缩之后其质量损失会被富金属星团反超.另外由于大质量恒星演化导致的质量损失较大,所以大质量星的存在会使金属丰度更加显著地影响球状星团早期的扩张以及随后的核塌缩过程,同时星团的初始数密度分布也对该效应有着不可忽视的影响.     

贫金属星的重元素丰度Ⅱ.细致的光谱分析

本文确定了贫金属矮星和亚巨星的重元素丰度.基于高分辨率高信噪比光谱得到27颗样本星的锶、钇、锆、钡、镧、铈和铕丰度.主要结果为:(1)第一峰区元素锶-钇-锆显示了奇偶效应,在晕族星中钇相对于锶和锆过贫。(2)对[Fe/H]>-2.5的恒星钇丰度为常数([Y/Fe]=-0.06).(3)对于[Fe/H]<-1.7的样本星,随金属丰度减小钡过贫增加·(4)镧和铈相对于铁过贫.(5)在金属丰度-1.0>[Fe/H]>- 2.0 区间,铕表现过富.(6)对[Y/Fe],[Zr/Fe]和[Ba/Fe]存在约0.1dex的本质弥散.     

银河系核球中垂向金属丰度梯度的一种可能的动力学起源机制

研究发现,即使在银河系长期缓慢演化的过程中,其核球中依然可能存在垂直的金属丰度梯度。该结果反驳了早期研究中认为的银河系核球中长期缓慢演化的过程会消除任何存在的化学丰度梯度的观点。通过使用一个模拟银河系薄盘的多体数值模拟模型得出该研究结果,该模型能自洽地通过盘的棒不稳定性和屈曲不稳定性形成一个盒状/花生状的核球,并结合化学-动力学模型,分析银河系核球中化学成分的演化。在该演化模型中设定了一个初始的径向金属丰度梯度(-0.3 dex/kpc),通过长期缓慢的演化过程,其核球部分呈现出与观测相符的垂直金属丰度梯度。对此一种可能的解释是,星系盘的金属丰度分布在长期缓慢演化的过程中经历了“两步”演化过程,首先盘星系初始半径较大的贫金属粒子在径向混合的过程中产生了更大的径向速度弥散,然后由于核球的屈曲不稳定性演化,垂向速度弥散最终会保持与径向速度弥散的一定比值(约0.8)。这个机制导致贫金属粒子在演化过程中能占据更大的垂向范围,从而形成核球的垂直金属丰度梯度。银河系核球动力学模型通过简单的化学-动力学过程揭示的核球金属丰度演化机制,应在包含更复杂的核球演化机制的模型中同样存在。此外,还通过化学动力...     

GD-1星流金属丰度与运动特性分析

星流在星系形成与演化过程中扮演了重要的角色,对银河系中星流的研究将有助于进一步探究银河系的合并历史.将LAMOST(Large Sky Area Multi-Object Fiber Spectroscopic Telescope)DR6光谱数据以及SDSS(Sloan Digital Sky Survey)DR12光谱数据分别与Gaia(Global Astrometric Interferometer for Astrophysics)DR2天体测量数据交叉匹配,获得恒星自行等数据.对GD-1星流在速度空间、几何空间和金属丰度上进行限制,从LAMOST DR6和SDSS DR12数据中共获得了157颗星流成员星.GD-1星流的平均金属丰度为[Fe/H]=-2.16±0.10 dex,延伸长度超过80°.收集前人给出的GD-1星流高概率成员星,组成较大的成员星样本进行对比分析,发现GD-1星流的金属丰度分布呈现内低外高的特点,沿着星流方向径向速度分布特点是两端大、中间小,?₁=-20°(?₁为GD-1星流坐标系横坐标)和?₁=-60°附近的间隙是因为成员星运动差异形成的.根据成员星分布及其速度分布特性,推测GD-1星流起源位置是在?₁=-40°附近.     

低轨通信卫星多普勒定位性能分析

为了研究低轨通信卫星多普勒定位性能,首先分析了低轨卫星的对地覆盖特性、信号传输特性以及多普勒频移特性,推导了多普勒定位原理和方法,提出了适用于多普勒定位的精度因子.基于已在轨的铱星和全球星系统,解算了全球范围可见卫星数和定位精度因子,并对相应测站进行了定位仿真实验和误差分析.结果表明:对于铱星和全球星系统,随着纬度降低,卫星可见数减小,多普勒几何精度因子变大;多普勒定位结果精度同时受到频率测量精度、卫星位置误差以及卫星速度误差影响,当卫星位置误差小于10 m、卫星速度误差小于0.1 km·s^-1时,对定位结果影响不大,此时频率测量精度成为影响定位精度的决定性因素,且当频率测量精度为0.01 Hz时,定位精度可达1.18 m.     

CEMP星HE1005-1439中子俘获元素天体物理来源的研究

HE1005-1439是一颗金属丰度极低([Fe/H] ~ - 3.0)的碳增丰贫金属星(Carbon Enhanced Metal-Poor,CEMP), 该星的s-过程元素显著超丰([Ba/Fe] = 1.16±0.31, [Pb/Fe] = 1.98±0.19), 而r-过程元素温和超丰([Eu/Fe] = 0.46±0.22), 使用单一的s-过程模型和i-过程模型均不能拟合该星中子俘获丰度分布. 采用丰度分解的方法探究该星化学元素的天体物理来源可有助于理解CEMP星的形成和化学演化. 利用s-过程和r-过程的混合模型对其中子俘获元素的丰度分布进行拟合, 发现该星的中子俘获元素主要来源于低质量低金属丰度AGB伴星的s-过程核合成, 而r-过程核合成也有贡献.     

基于ALMA高分辨率的多谱线数据对 NGC 1068核区中物理性质的研究

利用ALMA干涉阵望远镜(Atacama Large Millimeter/submillimeter Array)的高分辨(～0.2′′–0.7′′)的多谱线数据,包括CO (1-0)、CO (2-1)、CO (3-2)、HCN (1-0)、HCO⁺(1-0)、 HCN (3-2)、 HCO⁺(3-2)、HCN (4-3)和HCO+(4-3),并结合连续谱数据对近邻星系NGC 1068核区的物理性质进行了研究.速度积分强度图显示核周盘(CircumNuclear Disk, CND)呈现不对称的环状结构,尺度～300 pc.各分子谱线均显示, CND上的东发射结(E-knot)比西发射结(W-knot)有着更强的发射,且E-knot处表现出的分子气体的速度比W-knot更高.致密分子气体含量占比(用HCN或HCO⁺不同转动跃迁线与CO (1-0)的积分强度比值表示),以及致密分子气体比值(HCN/HCO⁺)均在CND的东部表现出更高的值,意味着CND东部和西部有着不同的物理环境或化学组成. CO ...     

基于深度学习技术的恒星大气物理参数自动估计

深度学习是当前机器学习、模式识别和人工智能领域中的一项热点研究技术,非常适用于处理复杂的大规模数据.基于深度学习理论构建了一个5层的栈式自编码深度神经网络,对恒星大气物理参数进行自动估计,网络各层的节点数分别为3821-500-100-50-1.使用美国大型巡天项目Sloan发布的Sloan Digital Sky Survey(SDSS)实测光谱以及由Kurucz的New Opacity Distribution Function(NEWODF)模型得到的理论光谱进行了实验验证,对有效温度(Teff)、表面重力加速度(lg g)和金属丰度([Fe/H])3个物理参数进行了自动估计.结果表明,栈式自编码深度神经网络的估计精度较好,其中在SDSS数据上的平均绝对误差分别为:79.95(Teff/K),0.0058(lg(Teff/K)),0.1706(lg(g/(cm·s~(-2)))),0.1294 dex([Fe/H]);在理论数据上的平均绝对误差分别是:15.34(Teff/K),0.0011(lg(Teff/K)),0.0214(lg(g/(cm·s~(-2)))),0.0121 dex([Fe/H]).     

窄线赛弗特Ⅰ型星系中可能具有吸积盘热辐射起源的软X射线超

理论上,低质量高吸积率活动星系核的标准吸积盘黑体热辐射有可能形成软X射线波段的超出。然而,活动星系核的软X射线超温度为0.1 keV左右,显著高于标准吸积盘理论预言的最高有效温度。只有Yuan等人在2010年报道的RX J1633+4718是一个例外,其软超温度为32.5_-6.0^+8.0 eV,显著小于0.1 keV,并与吸积盘理论预言的温度相符;此外,其光度也符合吸积盘的理论预期。因此该软X射线超很可能起源于吸积盘的热辐射。这一类源对于吸积盘理论和软X射线超的研究都有重要意义。文中使用ROSATPSPC数据,在所有已知的窄线赛弗特Ⅰ型星系（Narrow Line SeyfertⅠgalaxies,NLSIs）中寻找类似于RX J1633+4718的源,即软X射线超可能起源于吸积盘热辐射的源。分析了150个源的245条光谱,其中58个源的90条光谱具有显著的软X射线超。样本中软X射线超温度分布的平均值T_soft为0.10keV,标准偏差为0.03 keV。除了RX J1633+4718外,只有3个源的软X射线超温度小于60 eV,而且温度接近吸积盘最高温度。这个结果表明,类似于RX J1633+4718的具有低温软X射线超的源很稀少。最后,在具有黑洞质量估计的26个源中,软超温度与黑洞质量M_BH、爱丁顿比L/LEdd及预期吸积盘最高温度T_max都没有明显的关联性,与前人的结果一致。     

关于北斗G2卫星的溯往追终

2022年1月,失效的北斗G2卫星被实践21号卫星从地球静止轨道拖入了坟墓轨道.为了这项捕获任务的安全实施,需要预先确定北斗G2的旋转状态.基于过去10 yr的测光观测数据展示了北斗G2卫星自转的演化过程.根据北斗G2的自转速度和轨道的演化,确认了在过去的10 yr里发生的6次异常事件.据推测, 2012年的小碎片碰撞事件,是随后几年燃油泄漏的导火索. 2017年之后剩余燃油完全释放,再也没有出现转速异常.将2014年太阳能帆板损坏和2016年的解体事件后建立的旋转动力学模型外推1 yr,转轴的标准偏差小于3°,转速标准偏差为0.11°·s^-1,能够有效地满足捕获任务时刻旋转状态的精度要求.     

M31中天体的光谱观测与研究

仙女星系(M31)是距离地球最近的大型旋涡星系,与银河系结构相似且质量相当,对M31天体的光谱观测与研究有助于理解银河系以及一般星系的形成与演化历史。整理了自20世纪以来天文学家对M31中天体的相关光谱观测与研究成果,共涉及了M31中5 000余个发射线天体、2 000余个星团、6 000余颗恒星、1 000余颗新星以及核球和盘上的星族的光谱。恒星光谱观测由早期的以超巨星为主发展到近20年更大样本以及更多类型,其中红巨星被用于研究M31星系盘和晕的性质及子结构。发射线天体通常被应用于M31质量测定、运动学分析和恒星演化的研究。M31星团的研究集中于金属丰度和运动学性质,以及利用视向速度测定M31位力质量。对M31中心星族的研究主要集中于核区的星族组成和运动学分析,其中运动学研究结果更支持核区的偏心盘模型。最后,介绍了郭守敬望远镜对M31天体的光谱观测与相关科学研究。     

星系中原子和分子气体的半解析模型

星际气体是星系中重子物质的重要组成部分,其中的分子气体（主要是分子氢H₂）以及原子气体（主要是中性氢HI）对于星系中发生的各个物理过程至关重要。本文在前人的星系形成和演化的半解析模型基础上,加入了描述星系盘中分子气体和原子气体成分的物理模型,来研究分子气体和原子气体对于星系形成和演化所起的作用。我们主要使用了马普天体物理所Munich Group的L-Galaxies半解析星系形成模型,并借鉴了星系化学演化模型的方法,把半解析模型中的每一个星系盘分成了多个同心圆圈,然后在每个圈中分别追踪气体下落、分子气体和原子气体转化、恒星形成、金属增丰、超新星爆发加热冷气体等发生在星系盘上的物理过程,并且每个同心圈都是独立演化的。在我们的模型中,一个基本假设是每个时间步内气体都是以指数形式下落到星系盘上,并且直接叠加在已有的气体径向面密度轮廓之上,其中指数盘的标长r_d正比于星系所在暗物质晕的维里半径r_vir与旋转参量λ的乘积。我们的模型使用了两种描述分子气体形成的模型:一种是基于Krumholz等人解析模型的结果,其中分子气体的比例与局域气体面密度以及局域气体金属丰度相关;另一种是分子气体比例与星际压强相关的模型,根据Obreschkow等人的近似,分子气体的比例与气体面密度以及恒星质量面密度相关。由于恒星形成过程发生在星际巨分子云之中,并且根据Leroy等人的观测结果,恒星形成率面密度近似正比于分子气体的面密度,因此我们在模型中使用了与分子气体面密度相关的恒星形成规律。