南极中山站全天信息采集系统

南极高原拥有独特的天文观测优势,为了对南极中山站夜天文观测条件进行实测研究,中国科学院云南天文台专门研制了一套具有耐低温、自动除雪除霜等适应南极气候特征的全自动全天信息采集系统,该系统可以提供实时的全天云量、天光背景和全天图像,并将信息推送到网页实时显示。介绍了系统的研制及为适应南极气候进行的耐低温实验,统计分析了中山站2016~2017年的全天信息数据,结果显示,中山站2016和2017年的可观测时间为772.21 h和437.38 h,可观测夜数为93 d和51 d,天光背景最大真实值为22.05 Mag/arcsec 2,年平均气温为-10.6℃,最高气温19.1℃,最低气温为-44℃,2016年平均相对湿度为55.2%。     

南极洲高原介绍

南极洲高原的天文开发在过去的10年中有了显著的进展．大的天文设施已在南极(South Pole)的Amundsen-Scott站运行,更具威力的望远镜已在计划或正在那儿建设,然而由于一些重要的原因,高原站址冰穹A(Dome A)和冰穹C(Dome C)对多种天文学科似乎比南极更具有利条件．2005年1月中国对冰穹A的成功考察,加上2005年以整年运行为目的的法/意Concordia站在冰穹C的开启,已为南极洲天文学创造了激动人心的新机遇．     

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。     

恒星形成区GGD12-15的近红外观测

给出恒星形成区GGD12-15的宽波段JHK和窄波段H2v=1-0S(1)近红外成像观测．观测图像揭示了致密的年轻红外星团和与红外源成协的红外星云，并发现了以H2发射结表征的星团外流活动．大多数红外点源在光学波段不可见；对76颗红外点源的JHK′测光结果显示，有32颗具有红外超，其中5颗表现原恒星特征，表明分子云中的恒星形成活动很活跃．以B8光谱型作为大质量星分界，由色星等图估计出大质量星所占星团比例为-10％～26％．GGD12—15星团的K′星等分布的峰值位于15.0mag，并在13．0mag-16．0mag平坦分布；[H—K′]色分布的峰值出现在-0．7mag，在此以上更红的星团成分占70％．在GGD12-15区新发现的氢分子发射结集中在星团中心领域，其空间分布明显与剧烈的恒星形成活动相关；有5个发射结位于分子外流的中心区域，暗示其激发可能与分子外流同源．     

星系团Abell 85的光度函数

基于NASA/IPAC河外星系数据库(NASA/IPAC Extragalactic Database,NED)和Sloan数字巡天(Sloan Digital Sky Survey,SDSS)第8次释放的数据(The Eighth Data Release,DR8),对星系团Abell 85(以下简称A85)的2倍动力学特征半径2r_(200)内的光度函数(Luminosity Function,LF)进行了研究.研究表明,A85的光度函数在Sloan巡天5个波段用Schechter函数均能拟合得很好.在u、g和z波段光度函数都显示出1个下凹.早型星系r波段的两个最佳拟合参数(r波段特征绝对星等和暗端的陡度)分别为M_r~*=-21.14_(-0.17)~(+0.17)mag,α=-0.83_(-0.14)~(+0.12),晚型星系为M_r~*=-21.98_(-0.98)~(+0.84)mag,α=-1.5_(-0.35)~(+0.24).早型星系的特征星等暗于晚型星系,而暗端比晚型星系要平坦得多.早型星系的光度函数在-20.5~-20.0 mag下凹.将1.5r_(200)范围内的星系按距离团中心的远近划分为3个环状区域,发现距离团中心越近,光度函数的暗端越陡,特征星等越亮.     

南极冰穹A首台自动视宁度检测仪的研制

南极冰穹C (Dome C)的选址结果显示:Dome C具有寒冷干燥、红外背景辐射低、可连续3～4个月观测、空气明净、透过率高、风速低等特征,是比地面上任何中纬度台址都好的天文观测台址.而由我国最先登陆的内陆最高点冰穹A (Dome A)被国际天文界广泛认为可能是比Dome C更好的天文台址.近3 yr来,中国科学院南极天文中心领导开展Dome A的台址测量工作,初步结果表明Dome A作为天文台址具有巨大优势.但是到目前还没有获得直接用于衡量天文台址在光学观测方面的主要参数—视宁度数据.介绍了中国科学院南京天文光学技术研究所自行研制的我国首个用于Dome A的自动视宁度测量仪,基于一台口径35 cm的商用望远镜进行硬件改造和软件开发,使其能在Dome A低温低压环境下进行自动观测和数据处理.目前该仪器已随“雪龙号,科考船起运南极,于2011年初安装到Dome A并开始测量.起运前,在兴隆观测站与中国科学院国家天文台(国台)选址组的一台视宁度监测仪进行了对比测量,对软件、硬件和装调方法进行了检验验证.     

2.4米望远镜主镜镀膜工艺的研究

利用国内首个自上向下热蒸发反射膜的大型镀膜机ZZS3200,开展了2.4 m望远镜主镜镀膜工艺的研究。从镀膜的环境控制,镀膜机蒸发源布置,保护膜的选择,旧膜脱膜等方面出发,探索一种适合2.4 m望远镜主镜的镀膜工艺流程,并依此完成2.4 m望远镜主镜镀带MgF2保护的铝反射膜工作。陪镀片检测表明,铝膜膜厚极大极小值差43 nm,主镜反射膜在350~1 100 nm范围内平均反射率87.16%,经2.4 m望远镜实测,镀膜完成后极限星等不低于23.5 mag,比镀膜前约提高1 mag。2013年12月17日,在2.4 m望远镜上,利用终端云南天文台暗弱天体分光及成像仪(Yunnan Faint-Object Spectrograph and Camera,YFOSC),使用棱栅Grism3分光,对超新星SN 2011fe(V波段19.5 mag)成功进行光谱观测。30 min单幅曝光,获得暗于19 mag天体的光谱,刷新了该类天体在国内观测的新的记录。该目标在光谱观测的同时有相应的测光数据以及测光标准星观测,因此星等测量误差小于0.1 mag,可以用于定量分析。     

基于图像相减和随机森林的AST3巡天暂现源及变源搜寻方法

AST3-2 (Antarctic Survey Telescopes)光学巡天望远镜位于南极大陆最高点冰穹A,其产生的大量观测数据对数据处理的效率提出了较高要求.同时南极通信不便,数据回传有诸多困难,有必要在南极本地实现自动处理AST3-2观测数据,进行变源和暂现源观测的数据处理,但是受到低功耗计算机的限制,数据的快速自动处理的实现存在诸多困难.将已有的图像相减方案同机器学习算法相结合,并利用AST3-2 2016年观测数据作为测试样本,发展一套的暂现源及变源的筛选方法成为可行的选择.该筛选方法使用图像相减法初步筛选出可能的变源,再用主成分分析法抽取候选源的特征,并选择随机森林作为机器学习分类器,在测试中对正样本的召回率达到了97%,验证了这种方法的可行性,并最终在2016年观测数据中探测出一批变星候选体.     

类星体PKS 2251+158的长期光学光变周期分析

从有关文献中收集了Blazar天体PKS2251＋158近100年的光学观测数据,分析它的长期光变周期性．结果发现：PKS2251＋158在B波段观测到的最大变化幅度是△B＝2．86m．应用Jurkevich的方法分析B波段的数据,得到了一个12．39年的光变周期．在该天体中心可能有一个质量为M＝8．0ｘ105M的黑洞,并且γ辐射放大因子不小于7．2．另外,还对Jurkevich的方法进行了讨论．     

兴隆85cm望远镜的夜天光平场及Fringing效应

北京师范大学参与共建的85 cm光学望远镜是中国科学院国家天文台兴隆观测站的主力观测设备之一.利用该望远镜在2019年5月12日的非常规观测数据,构建了其在B、V、 R、 I 4个波段的夜天光平场,并与相应的天光平场进行了比较.发现天光平场改正的典型误差在0.5%左右,全视场最大可达1.5%–2.0%.同时,还构建了I波段夜天光背景的Fringing模型,并开放给该望远镜用户使用.     

AST3图像相减测光模板系统设计

AST3是将要安装于位于南极内陆冰穹A的昆仑站的3台口径50 cm的施密特望远镜,寻找变源(尤其是瞬间变源)是其科考目标之一,需要通过图像相减测光方法实现.首先需要根据初期的观测数据生成标准模板图像,而后在长期观测过程中,将模板图像与新观测到的图像进行相减测光处理,从而发现变源.模板在观测中起着举足轻重的作用,给出了模板制作的流程,并且验证了其可实现性和功能的正确性.     

从南极洲用微引力透镜技术探测太阳系外类地行星

太阳系外的类地行星可借助1米级望远镜用微引力透镜技术探测．基本的要求是能对银河核球进行连续观测的能力．置于南极洲冰穹A或冰穹C的望远镜特别合适．这里叙说两种可能的观测方案,一是使用一架1米的可见光望远镜(Ⅴ和Ⅰ通带),另一是用一台2米的大视场近红外望远镜．利用它们可以在数年内对类地行星在银河系内的丰度作一粗略测量,也可以对恒星大气作有用的测量．     

麦哲伦星云巡天深度数据研究

由欧洲南方天文台发起的麦哲伦星云巡天是一个针对麦哲伦星云的巡天项目,其近红外波段的观测图像覆盖了麦哲伦星云的大部分区域.由于此数据处理系统基于通常目标设计,对于较暗目标的处理结果并不够好.针对这个问题,采取了一系列适用于麦哲伦巡天暗端数据的手动处理方法,通过合并多个时期的巡天数据并采用点扩散函数(Point Spread Function,PSF)测光来提高此巡天数据在暗端的表现.结果在暗端的表现与数据处理系统相差较大,主要体现为精度更高,在误差小于0.1 mag的情况下,其结果较数据处理系统的深0.8 mag,同时发现了更多的有效点源,以50%完备度为限,点源数目高于数据处理系统至少30%.     

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。     

γ噪Blazar天体短时标光变的寄主星系影响

利用云南天文台1m光学望远镜2000－2001年对3个GeV和／或TeVγ噪Blazar天体的观测，发现γ噪类星体PKS 1510－089在R波段有一个光变时标为41min的星等变化为2．0mag的剧烈光变，这是迄今为止我们所观测到的变幅最大的一个γ噪Blazar天体短时标光变。对此光变，可估计限制光变辐射模型的一些参数，如辐射区半径R、多普勒因子δ以及吸积转化效率η等。η＝59．6的值强烈预示着相对论聚束效应可较好解释γ噪Blazar天体的辐射机制。我们仔细考察了大气视宁度对光变的影响。发现对1ES 2344＋514，观测到的光变与当地大气视宁度有一个弱相关，结果表明，对光变参数较小（C＜5）的光变，大气视宁度引起的假光变的贡献较大，需要选择较严格的光变判据。     

高红移低光度活动星系核的研究进展

低光度活动星系核(Low-Luminosity AGN,简称为LLAGN)指比斯隆数字化巡天第三期SDSS-III/BOSS类星体(quasar,QSO)暗大约1~2 mag的活动星系核,如g波段探测极限达到23~24 AB mag,约对应M_g[z=3]≈-24~-23 mag。现有的高红移巡天中包含的LLAGN样本还比较有限。从测光巡天和光谱巡天两方面总结已经开展的包含高红移(z≈3)LLAGN样本的深场星系巡天项目,并简单介绍一个刚刚开展的HETDEX巡天项目(该巡天项目将观测到约10~4个I型LLAGN,其z≈3,g24 mag)。从光度函数、成团性以及爱丁顿吸积率等方面对目前高红移LLAGN的研究进行了总结。由于高红移AGN成团性的研究较为有限,为了更好地解释成团性研究的科学意义,也对低红移AGN在成团性方面的研究进行了介绍。     

大视场巡天望远镜探测器响应与滤光片优化分析

大视场巡天望远镜(Wide Field Survey Telescope,WFST)是采用主焦式光学设计、2.5 m口径、具备强大巡天能力的望远镜,可以开展大规模图像巡天,用于刻画银河系和近邻宇宙的组成和结构、普查太阳系天体和外部构成、开展时域天文监测等科学研究工作.结合大视场巡天望远镜光学系统的透过率、西藏阿里站址的大气透过率和冒纳凯阿台址的天光发射谱,比较不同电荷耦合器件(Charge Coupled Device,CCD)量子响应曲线、读出噪声和不同曝光时间情况下,不同类型天体在u、g、r、i、z和w波段的能谱响应,分析各个波段测光信噪比,优化确定CCD响应曲线和用于太阳系天体巡天的白光滤光片(w)设计.分析结果显示:蓝敏CCD对探测超新星等高能爆发暂现源有优势,但在r、i、z波段效率降低,从而降低这些波段的巡天探测灵敏度.光学宽带CCD响应曲线兼顾蓝端和红端能谱响应,在相同观测时间内,可以实现比蓝敏CCD更高的巡天灵敏度.采用宽带CCD响应曲线,结合估算的WFST系统光学成像效率及站址的天光和消光,计算给出了巡天观测对太阳系天体(G2V恒星光谱)、椭圆星系(E)、漩涡星系(Sbc/Scd)、不规则星系(Im)、类星体、I型和II型超新星的探测灵敏度.通过调节w波段的带宽和中心波长,可以实现对不同类型天体的能谱响应信噪比最大化.综合比较,确定w滤光片的优化设计波长范围为367–795 nm.最后,计算给出了各波段长期巡天图像数据叠加的探测灵敏度随曝光时间的变化曲线.     

晚型旋涡星系盘的颜色梯度

从Sloan巡天第二批释放的数据(Sloan Digital Sky Survey, Data Release Two)中选择了395个在r波段亮于15 mag的晚型旋涡星系作为样本，对样本星系的表面亮度轮廓进行一维两成分(核球与盘)拟合，并着重讨论了盘的颜色梯度，分别用Δc／ΔR和Δc／Δlg R两种形式来拟合。结果表明，对于波长相距较大的颜色r-z和g-z，颜色梯度更符合Δc／ΔR为常数的线性变化形式，而g-r则符合Δc／ΔlgR为线性的情形；用Δc／ΔlgR拟合的梯度值分别为Δ(9-r)／ΔlgR=-0.152±0.010，Δ(r-z)／ΔlgR=-0.377±0.019，Δ(g-z)／ΔlgR=-0.590±0.026，均与前人的研究结果一致。     

大小麦哲伦云的星际消光

综述了大小麦哲伦云在紫外、可见光和红外波段的消光规律及其2D消光图,并讨论了其尘埃的性质。大麦哲伦云(LMC)可见光波段的平均色余E(B-V)约为0.13 mag,其RV一般取2.6,AV约为0.34 mag。小麦哲伦云(SMC)可见光波段的平均色余E(B-V)约为0.16mag,其RV一般取2.8,AV约为0.45 mag。从紫外消光的区域性变化来看,LMC的恒星形成区30Dor和LMC2超大气体壳层区属于比较致密的区域,都缺乏2175驼峰,消光在紫外上升比较快;但LMC中相对弥漫的区域却有比较明显的2175消光驼峰。SMC的bar区域几乎看不到2175驼峰,消光在紫外陡峭地上升;而wing区域则有较强的2175驼峰,消光在紫外上升的趋势也较缓。在红外波段,LMC的E(J-H)/E(H-K)大致在1.03～1.36之间,显著低于银河系的典型值1.73,说明LMC近红外消光律的幂律谱指数是明显小于银河系的;SMC的红外消光很小,测光和內禀色指数的微小误差都会带来较大不确定性,目前还没有一致的结论。总之,LMC和SMC的消光曲线不能简单地像银河系消光曲线那样,用仅含单参量RV的理论曲线来描述,而是需要适合其自身的尘埃模型以描述其消光规律。     

星系群HCG 95中的星系群内光观测研究

星系团/群内光(ICL (Intra-Cluster Light)/IGL (Intra-Group Light))可以用来研究星系群和星系团的动力学演化. Hickson致密星系群密度高并且速度弥散低,其致密的环境可以用来研究星系并合和相互作用星系的性质,是研究IGL理想场所之一.利用中国近地天体巡天望远镜(Chinese Near Object Survey Telescope,CNEOST)的观测,获得了星系群HCG 95的g波段和r波段深度成像数据.采用模型拟合方法来测量HCG 95星系群中的IGL光度,并计算了IGL的光度占星系群总光度的比例fIGL,在g和r波段的结果分别为3.55%±0.38%和3.78%±0.59%.此外,利用常规的表面亮度阈值截取方法,在g和r波段的结果分别为1.9%–10%和1.5%–10%,与前述结果一致.估算的IGL颜色(g-r=0.78±0.37)与星系群中的HCG 95A和HCG 95C星系的颜色(g-r=0.82–0.85)一致,属于年老星族,表明HCG 95星系群中的IGL可能来自HCG 95A和HCG 95C相互作用剥离出来的物质,也有...