暗物质晕次结构的演化研究进展

一般认为暗晕是通过等级成团方式形成的:小质量暗晕先形成,进而通过并合形成较大质量的暗晕。并合后的小质量暗晕形成所谓的次结构,目前关于次结构的演化过程和分布特点尚无明确结论。介绍了利用数值模拟、半解析模型和观测来研究次结构分布和演化的进展,并特别讨论了次结构的并合时标、质量函数和空间分布等特性。     

一类偶发物质抛射事件的观测和数值模拟物理解释

研究了2000年紫金山天文台赣榆观测站观测到的在太阳上7个中小抛射事件，认为它们的特点是不伴随发亮现象，长1—2．5万公里，宽3—5千公里，寿命3—7分钟，产生在弱磁场处远离大黑子的地方，用一维沿磁弧流动的流体力学方程的数值模拟来解释这种抛射，结果显示，与Suematsu等和Shibata等模拟针状物和日浪不同，不是激波或反弹激波将光球色球密度量级的物质推向日冕，而是重联后的连续物质流动形成这类抛射的，大约5分钟的演化，即可达到流体力学稳定解。     

高速云研究进展

1963年通过氢21 cm谱线观测发现了高速云(HVCs)，40多年来其起源一直是天文界争论的焦点之一。近几年通过高分辨率观测、理论模型和数值模拟，对其中几类高速云及全天性的研究有了很大突破。主要介绍一些研究进展，包括对新发现的两类致密高速云和高度电离高速云的总体性及个别性的观测研究；对南天区最大的MS和北天区最大的Complex C的高分辨率观测；唯一确定了Complex A的距离在4—10kpc之间；利用Hα发射线对高速云的距离作了粗略的限制；而在高速云内寻找恒星的努力都以失败告终。另外还简单介绍了一些试图解释高速云起源的理论模型和数值模拟。     

重构Ly-α线丛的功率谱约束对数正态(LN)模型参数

选择3个类星体Keck观测样本,使用Gauss化方法重构宇宙质量密度扰动场,并计算相应的小波功率谱．同时,设定对数正态(LN)模型中的形状因子Γ和平滑因子r为自由参数,并通过数值模拟生成模拟样本,与观测样本的统计结果做拟合,来确定Γ和r．结合观测的辐射流量功率谱和数值模拟的结果可以唯一确定Γ的值,最后得到Γ≈0．50,r≈0．0g．类星体的辐射流量是非Gauss的,使用传统的Gauss化方法无法消除非Gauss特征．但是观测样本和数值模拟样本的偏斜谱、峰度谱以及尺度-尺度相关等非Gauss特征的表征量在研究的尺度(>100kpc)上表现一致,这就支持了拟合的结果．     

VLBI数字基带转换器测试进展

叙述了中国科学院上海天文台正在研发的VLBI数字基带转换器的最新测试进展。首先介绍了VLBI数字基带转换器的项目背景。接着介绍了VLBI数字基带转换器的设计指标和系统组成。然后介绍了利用VLBI长基线方法测试分析VLBI数字基带转换器性能的具体过程,并且通过在VLBI观测中与传统模拟VLBI基带转换器进行了性能对比,得出结论:目前VLBI数字基带转换器在以射电源为信号源的VLBI观测中,射电源流量高时条纹信噪比优于模拟VLBI基带转换器,射电源流量低时条纹信噪比与模拟VLBI基带转换器相当,且数字基带转换器带通特性好于模拟基带转换器。     

三点相关函数研究进展

三点相关函数或傅里叶空间的重谱(bispectrum)是研究由引力不稳定性演化产生的大尺度结构非高斯性质的最低阶统计量。介绍了相关函数的基本理论知识;结合观测和数值模拟的测量结果,以及暗晕模型预言的三点相关函数,阐述了三点相关函数及其傅里叶变换的重谱的研究进展。     

天马望远镜谱线OTF观测系统

OTF(On-The-Fly)观测模式是目前单天线最有效的谱线成图观测技术,广泛应用于单天线的谱线成图观测。主要介绍OTF观测模式在天马望远镜的实现情况。首先介绍天马望远镜OTF观测模式的观测过程和基本观测参数;接着分别对天马望远镜OTF观测系统的结构、观测控制软件、DIBAS(Digital Backend System)谱线终端、中频传输系统以及数据预处理软件进行介绍;最后给出对W3区域中的6条氢复合线的试观测结果。目前,天马望远镜的OTF观测系统已完成多次对外开放的谱线成图观测,均取得较好的观测结果,验证了该系统的有效性。     

太阳耀斑研究进展和展望

简要回顾了近年来对太阳耀斑研究在某些方面所取得的进展，这些领域空间和地面观测，耀斑光谱研究，耀斑的动力学模型和MHD数值模拟等，并对耀斑研究的前景作一简短的展望。     

太阳耀斑色球蒸发现象的研究进展

色球蒸发是耀斑能量释放后所导致的一种动力学现象,耀斑发生时,太阳大气被加热,形成的高压驱动等离子体物质向上运动,在观测上表现为高温谱线的多普勒蓝移,有时出现硬X射线足点源逐渐向环顶源的并合过程.数值模拟在理论上验证了色球蒸发理论.色球蒸发的加热机制主要包括热传导和非热粒子束加热.回顾了色球蒸发的研究进展,介绍了不同时期空间仪器对色球蒸发的观测结果,以及数值模拟方面的研究进展,并概括了目前存在的一些主要问题,最后给出简     

光锥中强引力透镜的数值模拟

根据高精度宇宙学N体数值模拟输出的星系团以及星系团X射线光度和质量的经验关系:L-M,在红移区间(0.14,0.3)内构建了一个X射线波段流量限为3×10~(-19)J·s~(-1)·cm~(-2)(如Local Cluster Substructure Survey,缩写为LoCuSS )的大质量星系团样本。利用高分辨率的Ray-tracing数值模拟对包含真实观测信息(即红移、大小和形状)的COSMOS背景星系源进行单个透镜的成像模拟,并统计星系团不同投影方向的巨弧(即L/W10)产生效率。依据数值模拟立方体的尺度建立观测光锥,再根据光锥内不同红移区间所占立方体的体积比例用对应数量、红移的透镜对光锥进行随机填充,通过平均它们的透镜效率,最终计算得到光锥内的平均强引力透镜效率为3.22_(-1.47)~(+2.73)×10~(-2)。     

基于CSST多色测光的时序测光精度分析

中国巡天空间望远镜(Chinese Survey Space Telescope, CSST)是中国的首个大型空间光学望远镜, 将对包括系外行星探测在内的诸多科学目标开展研究, 有望取得前沿科学进展. 时序测光精度是CSST重要的性能指标, 受到物理噪声和仪器噪声的影响, 需要通过数值模拟对其分析和评估. 模拟基于目前公布的CSST主要技术参数, 建立了时序的恒星信号和噪声模型, 以CSST的i波段为例, 分析凝视观测模式下的测光精度. 通过数值仿真, 展示了孔径测光中各项噪声的贡献, 特别是由指向抖动和像素响应不均匀性导致的抖动噪声. 模拟结果还给出了测光孔径的推荐范围. 为了获得更高的信噪比, 可以减小仪器抖动振幅和像素不均匀性, 或者采用参考星较差测光的方式. 结果为CSST后续的时序测光精度与不同指标参数的相关性分析、系外行星探测能力评估以及测光数据处理提供了模拟数据的支撑.     

径移主导吸积盘的含时数值模拟

黑洞吸积被认为是活动星系核的能量来源,而研究黑洞吸积最主要的难题是要解释吸积气体的角动量是如何转移出去的.黑洞吸积盘理论提出通过粘滞力矩转移角动量.径移主导吸积盘模型(advection-dominated accretion flow,简称ADAF)是几何厚、光学薄的低吸积率吸积盘模型,它在解释低光度活动星系核的一些观测现象时获得了很大的成功.近年来,随着计算机技术的迅猛发展,数值模拟在天体物理研究中获得了广泛的应用,也取得了突破性的进展.主要工作是用数值模拟方法研究ADAF整体解作为初始条件模拟黑洞的吸积过程.     

LAMOST观测控制系统的网络稳定性分析

观测控制系统是为LAMOST(大天区面积多目标光纤光谱天文望远镜)开发的基于网络的、自动运行观测流程的软件系统。在研究观测控制系统的实际网络拓扑结构和通信协议的基础上,利用网络模拟软件NS2对其进行模拟和分析,并对网络性能进行了实测。网络模拟和实测的结果证明,目前开发的观测控制系统在现有的网络结构和通信协议下能够稳定工作。同时,本研究也为观测控制系统的网络故障诊断提供了方法。     

太阳大气中磁重联的MHD数值模拟

回顾了近３０年太阳大气中磁重联过程的ＭＨＤ数值模拟工作取得的进展。着重描述了在验证理论模型,解释观测现象,以及研究各种因素对重联的影响三个方面的成果,如快速磁重联,太阳耀斑机制及色球,日冕中的各种爆发现象等。指出了在数值模拟中应注意的几个问题,并对该领域今后的发展作了简要的展望。     

天体H_2O分子谱线的观测和研究

本文评述了1968年发现天体H_2O分子谱线以来其观测和研究的进展。内容包括(1)天体H_2O脉泽和正常H_2O分子的观测特征;(2)在恒星早期和晚期演化过程中H_2O分子所起的作用和它们可能的状态;(3)利用H_2O分子谱线的观测,研究晚型星拱星包层结构和速度流场、恒星质量损失率以及恒星早期演化过程中的分子云能量平衡等理论研究成果;(4)H_2O脉泽时变特征的观测和研究;(5)银河系天体H_2O(6_(16)-5_(23))脉泽源巡视和H_2O脉泽源星表以及河外H_2O脉泽源的探测。     

大质量恒星形成:外向流和绿色延展天体

恒星作为宇宙的基础组成元素,其形成过程一直是天文学中的重要研究对象。人们已基本了解中小质量恒星(质量小于8M⊙)的形成和演化过程;受到数量少、嵌埋深、演化快和反馈剧烈等因素的影响,大质量恒星(质量大于8M⊙)的形成过程依然谜团重重。介绍了小质量恒星形成的基本理论,以及吸积盘、竞争吸积、并合三种主流的大质量恒星形成模型;回顾了以往使用红外或射电望远镜对大质量恒星形成区的观测和分析,以及现阶段使用多波段巡天观测手段对大质量恒星形成区的研究成果;着重介绍了目前公认的大质量恒星形成的示踪物——分子外向流的理论和观测现状,以及大质量外向流的优秀候选体——绿色延展天体的发现、理论及观测研究情况。最后,对大质量恒星形成的理论和观测研究进行了总结和展望。     

WIMP暗暗物质模型的研究进展

带有暗能量、具有标度不变的绝热原初扰动功率谱的冷暗物质宇宙学模型被视为标准冷暗物质宇宙学模型(ΛCDM模型)。弱相互作用重粒子(WIMPs)成为暗物质的强劲候选者。很多标准模型的扩展模型可以很自然地构造出弱相互作用的大质量粒子。暗物质剩余丰度的标准计算表明,WIMP粒子自然满足?_(DM)h~2≈0.11的天文观测。WIMP粒子的质量较大,运动速度相对缓慢,容易聚集成团,基于WIMPs暗物质模型的数值模拟结果符合对宇宙大尺度结构的观测结果。就实验而言,目前关于暗物质的加速器或非加速器的直接/间接探测,很多都是针对WIMP粒子设计的。因此,基于WIMPs的冷暗物质模型受到了广泛重视。但ΛCDM宇宙学模型描述Mpc以下的小尺度结构时,遇到了比较严重的问题。为了缓解小尺度上出现的问题,提出不同的暗物质模型,但目前并没有确切证据足以排除冷暗物质模型。介绍了基于WIMPs的暗物质模型的研究进展,如WIMPs奇迹、数值模拟、小尺度问题、直接/间接探测,并分析了关于暗物质"冷"、"热"、"温"的区分依据,以及阐述了该领域未来的研究方向。     

基于伽马射线的类轴子粒子探测及暗物质子晕搜寻研究

目前已经有很多观测证据表明宇宙中存在着大量暗物质,其能量密度占据了目前宇宙总能量密度的1/4.根据高精度的数值模拟和引力透镜观测,我们已经对从矮星系到星系团中的暗物质空间分布有了较好的理解,但是对于暗物质究竟是什么我们还一无所知.由此,物理学家提出了很多假想的粒子模型.     

旋转射电暂现源研究进展

旋转射电暂现源是McLauglin等人在2006年采用单脉冲搜寻技术,对Parkes射电望远镜多波束脉冲星巡天数据的处理过程中发现的一类特殊天体。该类天体在绝大多数时间都处于射电宁静状态,偶尔发射特征宽度为毫秒量级的脉冲信号。对其进行长期脉冲到达时间观测发现,其具有类似于脉冲星到达时间特性,但目前还不清楚该天体和脉冲星之间的具体关系。综述了近10年来射电以及其他波段的观测研究和理论模型方面的进展。在射电观测方面,主要介绍观测认证技术(包括零色散滤波、DM搜寻、阈值设定、匹配滤波和效果图检验等)、到达时间以及偏振方面的观测研究进展;在其他波段方面,主要介绍X射线、光学以及近红外波段的观测研究进展。在相关理论模型方面,主要介绍远距离的脉冲星模型,物质与脉冲星磁层相互作用模型以及脉冲星磁层辐射带模型等研究进展。最后将对射电暂现源观测研究进行总结与展望。     

脉冲星VLBI观测软件相关处理进展

VLBI是进行高分辨率脉冲星观测研究的重要手段.脉冲星信号是非常微弱的脉冲序列,其VLBI观测面临多种挑战.在数据相关过程中采用有效技术提取脉冲星信号可提高观测成功率和精度.DiFX(Distributed FX-style Software Correlator)是目前国际上流行的开源软件相关处理机,它采用非相干消色散技术和“脉冲星数据分箱技术”(Pulsar Binning),在脉冲星VLBI观测数据的相关处理方面具有优异的性能.介绍了DiFX的构架,安装、调试方法,并对利用DiFX处理脉冲星VLBI观测数据的进展情况进行论述.利用单机环境下的DiFX,在普通模式和Pulsar Binning模式下对中国VLBI网(CVN)第一次脉冲星观测数据进行相关处理;利用德国马普射电天文研究所集群计算环境下的Bonn-DiFX,在Pulsar Binning模式下对流量仅有2.6 mJy的毫秒脉冲星PSRJ1022+1001的欧洲VLBI网(EVN)观测数据成功进行相关处理.最后,对使用DiFX处理脉冲星观测数据情况进行总结,并展望了今后CVN开展脉冲星观测研究的前景.