LAMOST星系红移巡天的数值模拟[3mm］研究:(I)理论模型及模拟样本构造

基于N体数值模拟技术,给出在各种宇宙学模型框架下,产生LAMOST红移巡天的模拟样本的方法. 在模拟样本构造中,采用双参数的Lagrange偏袒模型,并结合LAMOST的设计,考虑了径向选择效应及巡天几何的限制;同时还根据星系形态和环境的关系,进一步对模拟样本的星系形态进行分类. 选择APM的亮星系样本对模型进行检验,并通过计算其角相关函数和模型进行比较. 计算结果表明,对包括所有形态的星系样本,模拟样本给出了和观测相符的结果,而对基于Postman和Geller的形态环境关系所得到的不同形态的模拟星系分布,模拟样本中的椭圆星系和透镜星系不足以解释APM亮星系样本中的成团强度,即强偏袒效应. 最后,从实测角度出发,对采用的模拟方法和样本进行评估.     

LAMOST星系红移巡天的数值模拟研究：（I）理论模型及模拟样本 …

基于Ｎ体数值模拟技术,给出在各种宇宙学模型框架下,产生ＬＡＭＯＳＴ红移巡天的模拟样本的方法,在模拟样本构造中,采用双参数的Ｌａｇｒａｎｇｅ偏袒模型,并结合ＬＡＭＯＳＴ的设计,考虑了径向选择效应及巡天几何的限制;同时还根据星系形态和环境的关系,进一步对模拟样本的星系形态进行分类。选择ＡＰＭ的亮星系样本对模型进行检验,并通过计算其角相关函数和模型进行比较,计算结果表明,对包括所有形态的星系样本,模拟样     

大天区星系红移巡天

星系的红移巡天是观测宇宙学中最基本的工作,有关宇宙大尺度结构研究中的许多关键问题,例如宇宙中最大结构的尺度,宇宙中大尺度结构的拓扑特征,以及有关宇宙物质分布的密度场和速度场的许多基本性质的研究,都依赖于覆盖面积足够大、极限星等足够暗的完备的星系红移大样本。通过对巡天的覆盖天区、巡天深度、选择方法、巡产率等方面的分析,比较了最近已完成的一些红移巡天（ＩＲＡＳ、ＣｆＡ、ＳＳＲＳ、ＯＲＳ和ＬＣＲＳ等）并     

星系巡天中的线性红移畸变效应

在红移巡天中，由于星系本动速度的存在，星系的三维空间分布图像将会发生畸变，这种效应使得我们可以用动力学与统计方法，通过测量线性红移畸变因子来获取宇宙中大尺度上物质分布的信息，介绍了线性红移畸变效应的图像、理论，以及线性红移畸变因子β的测量方法和一些最新结果。     

大天巨星系红移巡天

星系的红移巡天是观测宇宙学中最基本的工作,有关宇宙大尺度结构研究中的许多关键问题,例如宇宙中最大结构的尺度,宇宙中大尺度结构的拓扑特征,以及有关宇宙物质分布的密度场和速度场的许多基本性质的研究,都依赖于覆盖面积足够大、极限星等足够暗的完备的星系红移大样本．通过对巡天的覆盖天区、巡天深度、选样方法、巡样率等方面的分析,比较了最近已完成的一些红移巡天（IRAS、CfA、SSRS、ORS和LCRS等）并对计划中的2dF和SDSS巡天计划作了简要介绍．     

大样本红移巡天中测光误差对功率谱计算的影响

利用数值模拟方法产生一定巡天极限星等下的模拟星系样本,并加入测光误差,来考虑对功率谱计算的影响。在处理有限流量样本时,发现会引进功率谱的系统误差,而有限体积样本则可以很好地消除这种影响。在处理有限流量样本时,若巡天极限星等为20．5^m,在100－1000h^-1Mpc尺度,要求测光误差小于0．1^m,这时由测光误差引起的功率谱误差远小于由于巡天体积和星系数密度引起的功率谱的随机误差,因此可以忽略测光误差的影响。     

红移畸变对宇宙学空洞的影响

为探索红移畸变对空洞性质的影响, 利用了一组星系形成半解析模拟星表数据, 采用VIDE (Void Identification and Examination toolkit)算法寻找真实空间和红移空间的宇宙学空洞, 根据空洞外围墙结构处的星系运动速度将空洞分为``塌缩型''和``膨胀型''. 结果表明: ``塌缩型''空洞所占比例会随着空洞的尺度变大而减少, ``膨胀型''空洞则与之相反, 两类空洞的平均有效半径在实空间中相差20%, ``塌缩型''空洞的平均径向密度轮廓显著高于``膨胀型''空洞. 利用成员星系将两种空间中的空洞进行匹配, 通过比较实空间和红移空间中空洞的数目分布, 发现实空间和红移空间中空洞的数目差异与空洞大小有关, 并且红移空间中有一半左右的空洞无法对应到实空间. 对匹配空洞, 红移畸变对``塌缩型''空洞的密度影响更大; 对未匹配空洞, 其密度轮廓与匹配空洞存在明显区别, 并且实空间中未匹配空洞其壳层星系向空洞内部运动的趋势更加明显.     

星系的红移

红移（redshift）对于天文爱好者来说是一个非常熟悉的概念了。根据多普勒效应,波源朝向观察者运动时,光谱会向短波端移动,叫做紫移（blueshift）;反之,当波源背向观察者运动时,光谱就会移向长波端,产生红移（redshift）。     

基于红移畸变测量宇宙结构增长率的进展

星系红移巡天的一个主要目标是依据光谱红移测距,详细刻画宇宙中星系的三维空间分布。由于星系本动速度的存在,红移空间的星系分布存在着严重畸变,在大小尺度上有着不同模式的各向同性偏离。通过对红移畸变的观测研究,人们可从中获取速度场的信息,因此,红移畸变已成为暗能量探测的重要探针之一,为检验宇宙学尺度上的引力模型提供帮助。当前星系红移巡天项目已经取得了非凡成功,为人们提供了详细的星系空间分布数据。人们据此测量了星系的相关函数和功率谱,提取了精确的红移畸变信号,并通过模型拟合限制出了一批不同红移处宇宙结构增长率的估值,为探索宇宙尺度的引力模式提供了数据支持。主要介绍红移畸变模型、星系红移巡天观测和宇宙结构增长率测量等研究进展。     

星系相互作用的一个结果:环星系形成的数值模拟

通过数值模拟相互作用星系（包括靶星系和入侵星系）的碰撞，研究环星系的形成．由于采用旋涡结构作为靶盘试验星分布函数，不同于Toomre采用一系列同心圆作为试验星的分布函数，模拟得到环的结构比Toomre的模拟更接近于实际环星系．     

星系团的光学研究(Ⅰ):星系团表、大尺度分布、团的一般性质

星系团研究涉及面极广，此处仅简介光学研究的若干方面。全文分为两篇，本篇中介绍星系团表、星系团的大尺度分布、星系团的一般性质；第二篇中将介绍团星系的演化、环境与星系形态，并作简要的展望。     

核盘晕星系相互作用的模拟研究

用一个星系相互作用数值模拟的综合三体模型，研究椭圆星系是否由盘星系合并而成。结果表明，主要取决于星系的盘面和星系运行轨道面的夹角。如果夹角不等于零，盘星系的相互作用是可能形成椭圆星系的，否则还是盘星系。     

初始谱指数为-1的非线性重谱(Bispectrum)

重谱即傅立叶空间的三点相关函数，是研究由引力不稳定性产生的大尺度结构的最低非高斯阶统计性质．在傅立叶空间中，发现二维和三维空间的统计性质是等价的，相对三维快速傅立叶，二维快速傅立叶变换可以节省很多计算机资源．结合二维和三维的快速傅立叶变换，利用高精度的初始谱指数为-1的N体数值模拟，测量了从弱线性区域到强非线性区域的重谱．在测量过程中，考虑并严格校正了作用于功率谱和重谱上的数值效应，如离散效应（particle discreteness）、软化因子（force softening）、模拟盒子的大小、混淆效应（alias effect）．发现约化重谱即使在强非线性区域仍然依赖于三角形的形状和尺度，并随着波数的增加而增加，这和前人的假设完全不同．在测量结果的基础上，拟合了重谱的一个适用于初始谱指数为-1的宇宙学模型的经验公式．     

基于深度学习的无碰撞引力N体数值模拟的可行性研究

提出了用深度神经网络代替快速傅里叶变换法求解无碰撞引力N体数值模拟方法PM-Tree(Partical Mesh Tree)中的势能,以提升PM-Tree方法的效率,验证深度学习方法加速无碰撞引力N体数值模拟的可行性.无碰撞引力N体数值模拟对研究星系、暗物质晕以及宇宙大尺度结构的形成和演化有重要意义.无碰撞引力N体数值...     

类星体HⅠ谱线的切仑柯夫红移与线强比I(Lyα)/I(Hβ)的关系

在切仑柯夫线发射理论的框架下,本文统一地讨论了类星体HI谱线的切合柯夫红移与线强比I(Lyα)/I(Hβ)之间的内在关系。忽略类星体宽线区气云外层光薄区中HI复合线的贡献,利用观测到的Lyα线相对于CIV线的相对红移,即切金柯夫红移,定出第二能级上粒子数布居R_2～0.02,利用观测的〈I(Hα)/I(Hβ)〉值定出参量x_β～14.0。在给定参量T～11000K时,HI的巴尔末线的切仑柯夫红移与线强比I(Lyα)/I(Hβ)同时与观测值相符甚佳,这对切仑柯夫线发射理论是一个有力的支持。     

太阳大气中自发磁重联的数值模拟(Ⅱ)重力、热传导下二维三分量的计算结果

在无力场中引入反常电阻,数值模拟电阻撕裂模不稳定性引起的均匀重力场中的二维三分量磁重联过程．首先研究了Vc（反常电阻模型中的临界漂移速度）和β0（气压磁压比）对磁重联的影响,结果表明：（1）在Vc大的情况下,重联率开始很小,但最终出现爆发现象．另外,温度的增加不如Vc小的情况明显。（2）Vc相同而β0不同的情况具有相似的演化特征,但β0越小,动力学过程越剧烈。（3）Vc大巨β0也大的情况不能产生爆发现象．还研究了各向同性热传导对磁重联过程及扩散区结构的影响．结果表明热传导加快磁重联速率．在无热传导的情况中,开始时温度增加迅速,重联率较低,但最终出现磁重联率迅速上升的现象．对上述结果及其在解释耀斑、日冕物质抛射及冕流等太阳大气现象方面进行了讨论．