重力弯沉引起谱线位移的研究

本文分析了云台一米望远镜通用天文光栅摄谱仪重力弯沉引起谱线位移的因素,对照相机和准直镜弯程的影响作了重点讨论,并实测了位移量。     

地球自转变化的重力效应

极移对重力测量的影响在前人的研究和工作中已得到了充分的考虑并有不同形式的改正公式。但是由于地轴转动速率变化的重力效应的量级很小,且限于以前的测量精度以及资料处理方法,因而常常被忽略。随着着重力测量精度的提高以及资料处理方法的改进,有必要重新讨论该影响。本文从推导地球瞬时自转极运动对地面台站重力测量值影响的公式入手,将地球自转角速率变化的重力效应和极移的重力效应分离来来,并对它们的量级分别作了估计。     

地球自转变化的重力效应

极移对重力测量的影响在前人的研究和工作中已得到了充分的考虑并有不同形式的改正公式。但是由于地轴转动速率变化的重力效应的量级很小,且限于以前的测量精度以及资料处理方法, 因而常常被忽略。随着重力测量精度的提高以及资料处理方法的改进, 有必要重新讨论该项影响。本文从推导地球瞬时自转极运动对地面台站重力测量值影响的公式入手, 将地球自转角速率变化的重力效应和极移的重力效应分离开来, 并对它们的量级分别作了估计。本文着重讨论自转角速率变化对重力测量的影响。用 Ｉ Ｅ Ｒ Ｓ 的日长变化序列和极移序列分别具体地计算了１９８２ ～１９９６ 年期间对武汉的重力测量值的影响, 结果表明, 自转角速率变化对武汉地区重力值的影响最大可达０ ．２５ ｍｉｃｒｏｇａｌ（ｐｅａｋ －ｔｏ － ｐｅａｋ） , 这在高精度的绝对重力测量和相对重力测量中不应再被忽略     

处理Non-LTE谱线覆盖效应的有效方法——近似A算子法

本文在分析完全线性化方法不能很好地处理Non-LTE谱线覆盖效应的基础上,介绍了一种由Werner(1986年)引进的能有效的处理Non-LTE谱线覆盖效应的计算Non-LTE恒星大气模型的方法——近似A算子法。并对这种方法的优缺点和可能的应用作了分析和讨论。     

i=0°和 i=90°自转星的绝对星等差

一、引言1924年,蔡伯(H.Von Zeipel)提出了一条著名的定理:一个处于流体静力学平衡和辐射平衡的自转星,通过水准面上一面元的总辐射流和该面元处的有效重力成正比.因而,自转星表面的亮度随着纬度的不同而不同,两极区域此赤道区域亮一些,这被称为“重力昏暗”效应.后来,在计算快速自转恒星受自转畸变了的谱线的理论轮廓以及研究密近交食双星的光变时,基于蔡伯定理的重力昏暗得到了应用.     

PSD法测量大型射电望远镜副面位姿

指向精度是大型射电望远镜天线具有挑战性的关键技术指标.在望远镜运行中,方位俯仰角的变化、重力以及日照等对副面撑杆的综合影响会引起望远镜的副面位姿改变从而引起指向误差的增加和天线效率的降低.基于天马65 m射电望远镜,使用位置传感器装置(PSD)法构建了副面位置偏移量测定系统,可以实时采集副面的3维位移数据,构建重力模型,将测试结果与射电法构建的现有副面模型进行对比,有较好的一致性.此外,该系统可以分析日照(引起撑腿局部温度效应)引起的副面位移情况,也可以监视风载和瞬时启停对副面位姿的影响.     

YNST光电导行镜机械设计

YNST(云南1m太阳望远镜)光电导行系统的作用除了获取足够清晰的太阳像用作光电导行外,还参与望远镜光轴的校正.介绍了YNST光电导行镜的光学要求、机械设计结果及镜体设计所采用的被动无热化技术.校核了导行镜在阳光辐照下的热变形,计算了导行镜镜筒的最大弯沉,结果表明,所采用的无热化设计是有效的,导行镜刚度满足导行系统要求...     

KAGRA引力波探测器中蓝宝石测试镜光学性质研究

低温制冷技术是下一代激光干涉仪引力波探测器的核心技术之一. 日本引力波探测器KAGRA (Kamioka Gravitational Wave Detector)作为该技术的前沿开拓者, 将运行在20K的超低温环境中, 并使用在低温下热噪声较低的单晶蓝宝石晶体作为测试镜. 然而, 高质量大尺寸低吸收率的蓝宝石晶体极难制备. 此外, 由于蓝宝石晶体存在晶格结构不均匀, 很容易导致不必要的双折射效应, 从而影响探测器的目标灵敏度. 基于上述问题, 开发了两套大尺寸光学测量系统, 首次系统研究了KAGRA低温蓝宝石测试镜的光学特性. 首先, 根据探测器对测试镜热噪声的要求, 开发了一套基于光热共光路干涉技术的光学测量系统, 该系统可对测试镜以及测试镜表面涂层的光学吸收进行有效的表征. 其次, 基于光学吸收测量系统, 开发了一套双折射效应测量系统, 该系统可以有效表征测试镜中双折射的均匀性. 目前两套测量系统的搭建与调试已完成, 对蓝宝石测试镜光学吸收的测量灵敏度达到了1.5ppm/cm, 双折射测量系统的空间分辨率小于0.3mm times 0.3mm. 该工作对降低大尺寸低温测试镜双折射效应及提高探测器灵敏度具有重要意义.     

kSZ效应的组分分析

运动学Sunyaev Zel’dovich效应(kSZ效应)是探索失踪重子这一天体物理学核心问题的新兴手段。近期的一系列CMB实验正逐步实现对kSZ效应功率谱的测量,并将在可预见的未来实现精确测量。但是,kSZ功率谱中各气体组分的贡献还缺乏细致的研究,导致其探索失踪重子的能力缺乏量化。通过一组初始条件相同,气体物理不同的流体力学数值模拟,定量地分析了不同的气体组分对kSZ效应的贡献。其中,作为研究失踪重子的热门候选,温热星系际介质对于kSZ功率谱的贡献很大,因此k SZ功率谱是用于寻找宇宙中失踪重子很有效的方法之一。但由于星系团内热气体也贡献相当程度的kSZ功率谱,因此,用kSZ功率谱的观测作为探测和定量分析失踪重子方法,还需要更仔细的分析。     

武仙座X-1可能存在软X射线或远紫外波段的谱线

在双星系统X射线源HerX-1的硬X射线波段测量到强的X射线谱线.第一条谱线在58keV,第二条谱线在110keV附近,并给出了谱线宽度,强度比和流量.对这种现象可以有几种解释,其中之一是认为这些谱线是由强磁场中量子化的电子同步加速辐射产生,从而可以推导出发射区的磁场强度.这几乎可以认为是宇宙中存在强磁场的     

用主成分分析法研究星团谱线的等值宽度

利用主成分分析法（Principal Component Analysis,PCA)，分析了41个银河系球状星团和22个年轻星团光学谱线的等值宽度，发现了一些对金属丰度比较敏感的特征谱线，如CN、CaⅡK、CaⅡH，MgⅠ MgH等，以及一些可作为年龄指标的谱线，如Hδ、Hγ、Hβ、Hα等，这些谱线将有助于区分星团年龄和金属丰度的耦合效应。     

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MATLAB的一维光谱可视化与分析工具的设计与实现

随着LAMOST光谱巡天项目的不断推进,积累的光谱数量已经步入千万量级。因科学研究需求或大量低信噪比光谱的不断产出,在光谱处理过程中,常涉及大量的人工识谱任务。为了方便用户高效便捷地进行人工识谱,基于MATLAB设计并实现了一套一维光谱可视化与分析工具。该工具包括谱线标识、滤波去噪、红移测量、等值宽度估算等功能。该工具操作简单、直观,在特殊天体搜寻、LAMOST "UNKONWN"光谱的人工处理等方面具有较高的使用价值。     

日珥和耀斑的旋转模型

本文在日珥和耀斑绕轴旋转的假设条件下,分别对自旋角速度为常数和有梯度两种情况,计算巴耳末线轮廓从日珥和耀斑中心到边缘的变化,建立由谱线倾角或位移量求自旋角速度以及由谱线曲率求角速度的深度梯度的方法,并把这些方法应用于1981年4月27日环状耀斑的观测资料。     

共生星冷星光谱分类

在近工外波段,对１０颗共生星,２７颗Ｋ－Ｍ型比较星进行了分辨本领对晚于Ｍ２的晚型星,出现了ＴｉＯ三重头吸收带,发现吸收带深度对温度很敏感而对重力不敏感,用最小二乘法拟合了光谱型对ＴｉＯ吸收带深度的曲一,拟合曲线的标准方差为０．２２光谱分型,并由此给出６颗含晚于Ｍ２巨星的共生星光谱型。另外还测量了该波段上的ＣａⅡＤＧ ＴＧＪ 线,ＦｅⅠ,ＴｉⅠ,ＮａⅠ等众谱线的等值宽度。发现ＣａⅡ三重线对光度级很咸     

太阳大气中氢原子的赖曼谱线

氢是太阳大气中最主要的元素。氢原子的赖曼(Lyman)谱线,尤其是赖曼阿尔法(Ly-α)谱线的辐射,是太阳色球和低过渡区能量损失的主要形式。在太阳的赖曼α像中,网络组织的辐射比较强,而辐射最强的地方是活动区。由于存在辐射转移效应,在宁静区,低阶赖曼谱线的谱形中央一般会形成一个凹陷,而在中央两侧则形成两个峰,两峰往往呈现出一定的不对称性。数值模拟和观测研究表明,赖曼谱线双峰的不对称性与高层大气中各种系统性流动有关。在太阳活动区,赖曼谱形在谱斑区与在宁静区类似;而在黑子区,赖曼谱形几乎没有中央凹陷。赖曼谱形也可用于诊断日珥、耀斑和日冕物质抛射等结构和现象的等离子体特性。该文回顾了赖曼谱线的观测历史,阐明了观测与模拟结果所揭示的物理过程,并结合笔者的认识进行了相应的评论。     

阿尔文波与太阳黑子谱线轮廓

本文在文[7]的基础上进一步研究阿尔文波对太阳黑子非磁敏谱线FeIλ5691.505和λ5434.534的作用,发现波动所引起的谱线振荡和轮廓变形都不容忽视,但不同谱线所受影响的程度可以相差悬殊。我们在考虑阿尔文波作用的情况下,计算上列两条黑子谱线的理论轮廓并与观测对比,由此初步证实阿尔文波的传播是黑子的致冷机理。     

原子模型对散射偏振理论轮廓的影响

太阳磁场的诊断是太阳物理研究中非常重要的一部分.斯托克斯参量I、Q、U和V可以用来完整描述偏振光的信息,对观测得到的斯托克斯光谱进行反演可以诊断太阳磁场的信息.近几十年来,塞曼效应成为磁场诊断的主要手段,利用塞曼效应使谱线产生的分裂可以诊断强度达到几百高斯的强磁场,但是在太阳宁静区中存在大量强度小于100 Gs的弱磁场,对于弱磁场可以利用汉勒效应来诊断,应用汉勒效应诊断弱磁场一直是磁场诊断的主要内容之一,需要对偏振的产生机制有更完整的理解.文章的主要内容是研究在采用不同原子模型的假设下,由散射产生的谱线轮廓的区别,以及在存在磁场时,不同原子模型谱线的汉勒效应的区别.以中性镁为研究对象,选取了7能级、4能级和2能级原子模型,分别研究了这几个原子模型对散射偏振和汉勒效应的影响.发现2能级原子模型和多能级(7能级和4能级)原子模型产生的谱线的偏振度有很大的区别,并且在2能级原子模型假设下b_4线不存在下能级的汉勒效应,但是在多能级的原子模型下b_4线仍存在下能级的汉勒效应.对比7能级原子模型和4能级原子模型,谱线的偏振度只有很小的变化,汉勒效应的表现也基本相同.主要结论如下:在利用中性镁b 3线的线偏振轮廓Q/I反演磁场时,至少需要采用4个能级的原子模型.这主要依赖于谱线形成区域的原子的能级分布,原子能级占有数多的能级在研究中是必须考虑的.     

天体测量中的地球自转形变改正

本文讨论了弹性地球在自转离心力作用下的形变效应。由此引起的垂线偏离小于0.″001量级,在经典天体测量中可以忽略。测站位移达厘米级,地球引力位二阶电谐系数的修正为10~(-10)量级;这些影响在激光侧卫中应予考虑。     

ASO-S/FMG稳像系统的柔性支撑摆镜设计与仿真

全日面矢量磁像仪(Full-disk vector MagnetoGraph, FMG)是先进天基太阳天文台(Advanced Space-based Solar Observatory, ASO-S)的主载荷之一,摆镜作为FMG稳像系统的重要组成部分,其力学性能是决定载荷观测指标的重要一环,需要对其进行仿真.设计了一种侧面固定的柔性支撑镜体结构,通过调整垫片厚度,可以得到由弹性压片提供的不同大小支持力.为了确定合理的支持力范围,建立3种不同参数模型,使用有限元软件对摆镜模型进行了在轨无重力环境的静力学仿真以及摆镜摆动频率为100 Hz、摆幅为±0.1 mrad时的动力学仿真,并进一步分析了地面有重力试验环境对面形的影响.仿真结果表明所设计的摆镜机构模型均满足通光口径内静态和动态的面形波峰波谷差(PeakValley, PV)小于1/10波长,面形均方根误差(Root Mean Square, RMS)小于1/40波长的光学系统要求,地面有重力环境不会对面形产生显著影响.在仿真结果的基础上,对其中一种模型进行加工装配和实际测试,测试结果表明摆镜结构设计合理,仿真计算结果有效.