丽江2.4米望远镜多波段测光观测控制系统的设计与开发

丽江2.4 m望远镜在卡塞格林焦点上安装多个观测设备,为了最大限度地提高望远镜的观测效率,需要实现对各终端控制系统的集成控制。原有的多波段测光系统的控制程序不具备集成化的条件,需要对其进行集成化开发以满足要求。借鉴云南暗弱天体光谱成像仪和望远镜的控制系统,在Linux系统下对多波段测光系统的控制系统进行重新开发,设计并完成了3个主要部分:观测控制程序、设备控制程序和设备数据库,成功实现了多波段测光系统、云南暗弱天体光谱成像仪与望远镜统一的控制模式,使其具备与其它设备控制系统集成的能力,满足多终端集成控制的要求。     

基于有效点扩散函数的高精度测光

介绍了利用有效点扩散函数拟合方法得到CCD图像中恒星仪器星等的过程。对国家天文台1 m望远镜观测的16幅CCD图像进行实际测量,结果表明:亮星的内部测量平均精度为0.015 mag,最高精度可达0.001 5 mag,而暗星则达到0.043 mag。与Gauss拟合测光方法相比平均精度提高了3倍多,精度标准偏差是0.005,说明该测量方法比较稳定,是一种更优的测光方法。     

高精度恒星孔径测光注释

详细介绍了利用孔径测光方法得到CCD图像中恒星仪器星等的全过程,以及使用自己设计的程序对云南天文台1m望远镜观测的CCD图像进行实际测量的实验。测量结果表明:对亮星(约10mag)的内部测量精度能达到0.003mag,而对暗星(约17mag)达到0.2mag。同时,对相关问题进行深入讨论,总结了一些实验所得的经验,并与测光软件IRAF进行了内部精度的比较。     

IRAF软件中DAOPHOT包的应用

为了检验威海天文台1 m望远镜的测光精度,2009年10月7日晚用该望远镜观测了M39星团,并对观测数据进行测光归算。由于M39星团中个别星较密集,使用IRAF中的DAOPHOT包进行星像测光。详细介绍了IRAF软件中的DAOPHOT包及其使用。数据归算结果表明,在UCAC3星表中匹配到的星,稀疏区域亮星的星等内部精度达到0.003mag,较密集区域的暗星内部精度约为0.012 8 mag。     

2.4米主镜反射膜膜厚均匀性的优化设计

膜厚均匀性是制备高性能光学薄膜的一项重要指标。为进一步提高2.4 m主镜反射膜膜厚均匀性,针对大口径望远镜镀膜设计了膜厚均匀性优化方案。基于真空热蒸发遵循的余弦分布律,结合ZZ3200型真空镀膜机的几何结构和望远镜镀膜的实际需求,编写膜厚计算程序,模拟膜厚理论分布情况,给出膜厚优化设计方法和优化结果。方法一：在蒸发源内侧合适的位置加入修正挡板,结果表明,挡板的曲率半径安装误差在3 mm以内,膜厚均匀性峰谷(Peak to Valley, PV)值由不加挡板时的15%下降到4%,该方法具有一定的普适性,但是挡板安装位置要精确控制;方法二：结合反射主镜中间的圆孔结构,设计双圈蒸发源,结果表明,当内外圈蒸发源的中心距分别为10 cm和130 cm,且满足外圈蒸发源的数量为内圈的12倍时,膜厚均匀性峰谷值为1.85%。该方法是针对中心具有圆孔镜面设计的,适用于大多数反射式天文望远镜镀膜。     

2.4m望远镜曝光时间计算器的设计和实现

望远镜的曝光时间计算器对于远程观测以及不熟悉整个观测系统的观测人员尤为重要,因为它可以帮助观测者制定合理的观测计划。设计并实现了高美古2.4m望远镜系统的曝光时间计算器(exposuretimecalculator,ETC),它可以根据望远镜及其终端设备的参数,通过计算给出待测天体曝光时间的参考值。这为观测者了解现有条件下极限观测能力,设置曝光时间或者是给定星等和曝光时间计算信噪比提供了依据。将ETC计算结果与实际测光标准星的数据进行了比较,结果表明ETC对测光标准星的计算结果是可靠的。     

关于云南天文台2.4米望远镜YFOSC的CCD的平场

与国家天文台兴隆站2.16 m安装的北京天文台暗天体分光成像仪(BAO FaintObject Spectrograph and Camera,BFOSC)系统相似,云南天文台2.4 m望远镜安装了云南暗弱天体光谱及成像仪(Yunnan Faint-Object Spectrograph and Camera,YFOSC),对它在直接照相时的CCD平场性能做了测定。使用不同旋转角度拍摄平均而得的平场,可以使不同位置拍摄的像场,所受最大误差≤0.015 mag。但与卡焦的VersArray CCD照相机不同,即使在视场中间直径6.’5的圆内,误差约在0.010～0.013 mag之间,达不到≤0.005 mag的精度。     

关于云南天文台2.4米望远镜YFOSC的CCD的平场

与国家天文台兴隆站2.16m安装的北京天文台暗天体分光成像仪(BAO Faint Object Spectrograph and Camera,BFOSC)系统相似,云南天文台2.4m望远镜安装了云南暗弱天体光谱及成像仪(Yunnan Faint-Object Spectrograph and Camera,YFOSC),对它在直接照相时的CCD平场性能做了测定.使用不同旋转角度拍摄平均而得的平场,可以使不同位置拍摄的像场,所受最大误差≤0.015 mag.但与卡焦的VersArray CCD照相机不同,即使在视场中间直径6.′5的圆内,误差约在0.010～0.013 mag之间,达不到≤0.005 mag的精度.     

1.56m望远镜CCD照相机系统的消光系数和转换系数测定

测定了1.56m望远镜CCD照相机系统的消光系数和转换系数，消光系数k′和k″列在表1和表2，从观测星等到标准星等的转换系数列在表3，结果表明1.56m望远镜CCD测光系数做绝对测光是有困难的，最好是做相对测光。     

云南-香港宽视场巡天新发现的一个磁活动双星系统

云南-香港宽视场巡天新发现了一个磁活动双星系统,其轨道周期为0.60286 d.利用云南天文台1 m光学望远镜附加CCD (Charge-Coupled Device)相机,观测得到了这个双星系统的V、Rc双色光变曲线,结果表明该系统食外存在明显的测光畸变.借助云南天文台丽江2.4 m望远镜附加云南暗弱天体光谱成像仪(Yunnan Faint Object Spectrograph and Camera, YFOSC)对该双星系统的分光观测,测定了该双星系统主星的视向速度曲线并发现该系统的主星表面存在着强烈的色球活动,从而证明系统的光变曲线畸变源自主星的黑子活动.使用W-D (Wilson-Devinney)程序分析上述观测得到的光变曲线和视向速度曲线,得到了该双星系统的轨道参数以及黑子参数.最后,对该系统的特性进行了讨论并对未来的工作进行了展望.     

吉林280mm全天区可转动光电阵测光精度评估研究

位于吉林天文观测基地的280 mm全天区可转动光电阵是一台用于空间碎片巡天观测的设备。为了研究该设备的光度测量性能,评估其测光精度,选择M67疏散星团中的测光标准星进行观测。首先,在IRAF(Image Reduction and Analysis Facility)中对观测图像进行预处理,之后进行较差测光;接着,提取测光数据并将整晚观测数据进行最小二乘直线拟合,拟合结果给出了主消光系数及相应的系统转换系数,并得到仪器星等至标准星等的转换公式;最后,利用计算得到的均方根误差对设备的测光精度进行大致评估。计算结果表明,在标准测光夜测量亮于13.8 mag时,280 mm全天区可转动光电阵的测光精度可达0.13 mag。同时将观测图像与UCAC2星表匹配识别,利用背景恒星中的UCAC2标准星做外符合精度的校验,结果与前者基本相同。本设备的测光精度基本满足空间碎片巡天观测的要求。     

SAGE巡天介绍Ⅰ——测光系统和数据处理

SAGE(Stellar Abundance and Galactic Evolution)巡天采用一套对恒星大气参数敏感的独特测光系统,包括uSC,vSAGE,g,r,i,Hα_n,Hα_w和λ_(DDO51)(David Dunlap Observatory,DDO)共8个波段。该系统对恒星大气参数(有效温度T_(eff)、表面重力lg g和金属丰度[Fe/H])和星际消光的测量比传统的uvbyβ系统(Str?mgren-Crawford,SC)更敏感。由于g,r,i波段带宽较宽,因而观测效率较高,对恒星大气参数的测量精度和观测效率均超过uvbyβ系统和宽带测光系统。利用美国亚利桑那大学Steward天文台2.3 m Bok望远镜、新疆天文台南山1 m望远镜和乌兹别克斯坦MAO(Maidanak Astronomical Observatory)1 m望远镜已展开巡天观测。项目计划在约4年时间内完成所有的巡天观测,北天天区覆盖面积约12000(~?)~2,高精度测光(信噪比为100σ)深度约15 mag(V波段);5σ探测极限可深至约20 mag(V波段)。最终将探测约5×108颗恒星,并得出其恒星大气参数以及星际消光。该样本比之前的u,v,b,y,β测光巡天,如GCS(Geneva-Copenhagen Survey)巡天和HM(Hauck and Mermilliod 1998)巡天,扩展到更深的区域,即深度达到7～8 mag(V波段)。利用观测得到的大样本恒星测光星表,可以开展如下课题的研究:(1)得到银河系约5×10~8颗恒星大样本的金属丰度分布,并根据恒星演化模型得到其年龄分布;(2)预期搜寻到一批贫金属星候选体,并利用其他望远镜进行下一步观测;(3)结合高质量的uSC波段数据,预期可以找到一批白矮星;(4)结合其他星表,预期找到一批长周期变源以及移动天体;(5)结合uSC波段数据和其他星表,预期可以找到一批类星体。     

面向天体测量的矮行星Haumea相对测光试验

使用紫金山天文台姚安观测站80 cm望远镜在2022年2月至4月对矮行星Haumea进行了两轮观测。对所有的观测图像使用干涉条纹剔除技术,并利用相对测光导出了Haumea的仪器星等,最后对两轮光度测量结果进行归一化处理以便联合分析。通过相位弥散最小化(Phase Dispersion Minimization, PDM)方法以及Lomb-Scargle周期图法分别求得了Haumea的自转周期。两种方法求得的自转周期结果仅相差0.072 s,这表明所求周期具有良好的一致性。Haumea光度测量结果显示明显的双峰自转光变曲线,自转周期为3.915 4±0.000 2 h,峰峰值幅度为0.26±0.01 mag。通过导出的自转光变曲线,最终估计了Haumea由于自转产生的光度变化对位置测量的影响最大为-9～9 mas。这一测光观测对后续高精度天体位置测量具有基础意义。     

上海天文台佘山工作站夜天亮度的变化

使用1994—2007年在1．56m反射望远镜CCD照相机拍摄的资料，测定了上海天文台余山工作站夜天亮度的变化。由于上海城市的发展，佘山工作站的夜天亮度在V波段从每平方角秒约19mag变到15．8mag，也就是说，夜天亮度自1994年以来变亮了约20倍。国际上优良台站的夜天亮度在V波段等于或暗于21．5mag。上述夜天亮度是优良台站的200多倍。现在在佘山工作站使用1．56m反射望远镜对暗于V=14mag的星做精确测光已经很困难了。     

基于Python的自动测光程序设计与实现

本文基于Python设计和实现自动测光程序。首先扫描文件名实现文件分类;然后进行数据检查、预处理与孔径测光,并保存测光数据;最终由观测者指定目标星与比较星,程序从测光结果中提取相应星等与观测时间等数据,获得基于较差测光法的光变曲线。为解决数据提取中星图匹配问题,提出自动追踪移动目标的基于向量特征星图匹配算法,能自动匹配偏移较大的星图,并跟踪不断移动的小行星。使用本程序分别处理双星和小行星观测数据,并与IRAF(Image Reducation and Analysis Facility)测光结果比较,测光结果最大偏差分别为0.04 mag和0.043 mag,标准偏差分别为±0.005 mag和±0.007 mag。     

1.26米红外望远镜测光处理管线设计与实现

1.26m红外望远镜是一台由国家天文台和广州大学联合建设的望远镜系统,测光观测是该望远镜的重要观测手段之一。但当前一直存在数据处理周期较长、处理过程需要人工处理等问题。为了提高广州大学合作团队的数据处理能力,提出了一种面向1.26 m红外望远镜半自动的测光处理管线,该管线在获取原始数据后,基于当日的观测记录重建FITS头文件信息,随后管线系统自动对图片进行预处理、定位目标星源、计算出目标星等相关操作,最后获得可利用的测光数据。这种方式高效、便捷,同时精度也得到了保证,它把当前主流测光模式中繁杂的、需要不断重复的步骤交由程序运行,从而节省了时间,显著提高了工作效率,解决了当前光学测光模式中图像数据的处理跟不上数据产出的难题,满足了广大科研工作者的需求。     

中科院光学天文联合实验室所属云南天文台1m 望远镜 Coudé系统新终端改造成功

中科院光学天文联合实验室昆明基地“１ｍ望远镜Ｃｏｕｄé系统观测终端改造”项目于１９９９年４月９日通过台级验收。经测试鉴定,验收组一致认为改造后的Ｃｏｕｄé终端天体光谱图像数据化观测处理系统达到国内先进水平,为天体的高色散分光观测和谱线的精细结构测量分析提供了一套稳定可靠的观测设备。云台１ｍ望远镜Ｃｏｕｄé摄谱仪是从前东德Ｚｅｉｓｓ引进的,于１９８０年６月完成安装调试并投入使用。１９８９年前,该系统一直采用天文照相干板进行分光观测。此后,以谭徽松研究员和赵昭旺高级工程师为主的研制组成功地研制出国内…     

佘山40厘米望远镜的光谱型差和星等差对射电星光学定位的影响

由理论计算和统计分析估计了佘山40厘米天体测量照相望远镜不同天顶距带内的光谱型差。研究了星等差与观测残差的关系。发现光谱型差和星等差对射电星的光学定位的影响不明显，在归算处理时可以忽略。     

对英仙座一个亮蓝致密反射星云的观测

本文根据哈勃-范登堡图排除英仙座一个变光变色致密天体的延展晕面是背景河外星系的可能,说明这个天体可以称为河内亮蓝致密反射星云。对这个天体进行了变光栏光电测光,得知其云面亮度对它的光电星等影响不大。说明对它进行光电观测所得的星等和颜色的变化,主要起自它的中心星——一颗有气壳活动的早型星。     

狐狸座PU(PU Vul)的一次小爆发

狐狸座PU是1979年4月8日由日本东京天文台Y.Kuwano等人首先发现的一颗光度变化特殊的类新星天体.1978—79年间,梅苞在用北京天文台40/200双筒天体照相仪对这一天区的其他天体作系统观测时,同时取得了这颗星的一批照相观测资料,在获悉有关这颗星的发现报道之前,他也曾独立地发现了这颗星的光度变化(图版Ⅰ,图2),并随即用北京天文台的60/90/1800施密特望远镜有缝摄谱仪取得了该星的部分光谱资料.此外,还用北京天文台60厘米反射望远镜进行了高速光电观测.从1978年12月到1983年3月,共取得照相观测底片和光谱片200余张以及一些光电测光资料.