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。     

云南1m太阳塔真空封窗减反射膜的设计

云南1m太阳塔(YNST)[1]是一个真空结构的塔式太阳望远镜,依靠4块平板封窗玻璃把整个光学系统密封在真空系统中。封窗玻璃的引入,不仅会对太阳光有一定的吸收和反射,使来自太阳辐射的能量有一定的损失,并会形成杂散光,影响成像质量。本文讨论了这些影响。根据云南1m红外太阳塔科学指导委员会确定的工作波段的要求,设计了一种膜系设计方法,可以利用最少的膜系层数来达到需要的结果。并用一组材料进行了模拟设计实验,获得了较为理想的优化结果,在关键波长处显著减小了反射率,减少了杂散光的形成。这种设计方法很适合象太阳塔这种很宽的波段里面对一组波长有很高要求的设计任务,将大大提高光能利用率,具有重要的价值。     

小行星“管家”——小行星中心那些事

截至1998年6月18日,查尔斯·尤尔斯（CharlesW．Juels）（1944～2009年）,这位退休的物理学家兼天文爱好者使用他的口径25厘米反射望远镜已经完成了对43颗小行星的观测。这些小行星都非常遥远、暗弱,亮度在12等到16等之间。捕捉它们需要电荷耦合器件（CCD）照相机曝光1分钟的时间。     

铝反射膜表面胶粘除尘实验

一些天文光学仪器的光学系统,在使用时都是暴露在室外与空气直接接触的,所以镜面很快布满了灰尘从而大大减少了通过系统的光能量;尤其是大口径的反射镜,使反射率下降,以至整个仪器的性能降低。而镜面的重复镀膜会影响抛光面的光洁度,并且成本高,镜面也要受到损失。目前国外大多用液体清除金属膜表面尘埃。但用液体清洗需将被清洗件从仪器上折下,方可清洗。这样容易留下水迹,或在揩擦镀膜面过程中产生机械划痕,所以试图找到一种新的除尘方法。     

二阶后牛顿光线方程

近来相继提出一系列的空间天体测量计划，要求考虑在多参考系中二阶后牛顿部分对光线传播的贡献，也就是说，必须讨论在最近完成的扩展的DSX体系下的二阶后牛顿(2PN)光线方程．DSX体系是在20世纪90年代初建立的，用来讨论对N个任意形状和组成、自转可变形物体的一套完整的一阶后牛顿(1PN)天体力学理论．在此建议采用迭代的方法来推导2PN光线方程．从度规和Christoffel记号出发推导太阳系中的2PN光线方程．当忽略掉更高阶的项时，2PN光线方程将回到在很多教科书中广泛出现的1PN光线方程．利用这套方程就可以计算太阳系的光线传播．     

非绝热过程对太阳p模振动的影响

本文讨论了与非绝热性有关的辐射损失和对流转移对太阳ｐ模振动的影响．在非绝热情况下，ｐ模的本征频率增加了虚部σ（１）ｉ和σ（２）ｉ．本文试图探讨一种渐进方法研究非绝热效应对太阳ｐ模振动的影响．在渐进近似失效的太阳外大气层，利用表面相移的相关关系给出了非绝热振动方程的严格解．对低、中间频率的振动模，通过渐进解和表面解在外大气层的拟合，得到表面相移只是频率的函数．与绝热振动相比，考虑非绝热效应有可能改善太阳５分钟振动的理论频率和观测频率之间存在的偏差．     

ALMA探秘伽玛暴

宇宙中最剧烈的爆炸当属伽玛暴（Gamma—Ray Burst,简称为GRB）。我们知道光本质上就是电磁波。而电磁波具有一个宽泛的波长范围,不同的波长对应不同类型的电磁辐射。不同波长的辐射对应的能量也大不相同（图1）。波长越短的电磁波携带的能量越强。在实际的研究中,天文学家也主要是依靠遥远的天体发出的各种波长的电磁波来研究它们。图1中最右端、波长最短的电磁波即为伽玛射线。     

光学反射望远镜主、副镜安装调整不良引起的象差

一架先进的设计、精心加工的光学望远镜，在工厂或组装车间检查光学质量合格后，在观测地点安装调整后必须要经过检验。因为在安装调整中，如果光学部件(如主镜和副镜)的光轴有横向偏离、倾斜，或者相互间距有偏差，都会使星象质量变坏。以我台将要进口的2．4m反射望远镜为例，讨论了在主副镜的安装调整中若产生误差，给星象质量带来的影响，从而可作为检验和验收望远镜时的参考。     

红外相机CASCAM光学设计

介绍紫金山天文台研制的光学-近红外相机CASCAM（Chinese Academy of Science，CAMera)的光学系统设计．CASCAM相机以红外列阵HAWAII-1和光学CCD为探测器，配备国家天文台兴隆观测站2．16米和1．26米望远镜进行0．4—2．5μm波长范围的成像和偏振成像观测．相机的光学系统由F／9→F／6缩焦系统和Offner反射成像系统构成．优化设计结果表明，光学设计方案已满足天文观测的要求．CASCAM相机在设计上实现了光学-近红外很宽波段的消色差变焦，并在楔形分柬片、常温滤光片轮和折射式焦面摆动技术等方面进行了新的尝试．     

具有哈勃流的相对论抛射运动学.(Ⅲ)求出超光速源反喷流可观测波长和寻找类星体的蓝移谱线(英文)

在求解类星体的喷流和反喷流的问题时,必须考虑哈勃流所起的作用．超光速反喷流的观测波长应是λｃｊ＝（δ／δ′）λｏｂ,这里δ和δ′分别是正喷流和反喷流的多普勒因子,λｏｂ是正喷流的观测波长．由于多普勒因子的作用,（δ／δ′）值是较大的,对于大多数超光速源可大到两个数量级,远远超出一般ＶＬＢＩ的观测波长范围．不过,也有些超光速的（δ／δ′）值小于１０,足以观测它们的反喷流．因为反喷流的波长值主要由哈勃流常数Ｈ０所决定,一旦测定反喷流观测波长,即可反过来估计Ｈ０的值．本文提出寻找类星体蓝移谱线的方法,这些类星体以高速向视线方向抛射物质而形成吸收线．我们在文献中找到１８条可能的蓝移谱线．     

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。     

天文爱好者望远镜的磨制、安装与调整（六）

（接上期） 6．对角平面镜的磨制：平面镜的作用是将主镜会聚的光线转到镜筒外,以便用目镜观测。如牛顿（Newton）望远镜,见示意图59。平面镜与光轴倾斜约45°,因而也叫“对角镜”。     

镜面材料的选择问题和制造陶瓷镜的可能性

由于改进光学玻璃熔炼技术和提高光学质量方面存在着不少困难,到目前为止,折射望远镜的口径仍然停留在1米左右,而反射望远镜的口径却早巳超过了这一界限.目前最大的反射望远镜口径已经达到了5米.首先,从制造上来看:因为在反射系统中光线并不通过反射镜的内部,只要镜面能很好地保持几何形状,对镜子材料的光学性质是没有什么特殊要求的.过去为了提高镜面的反射能力,要求选择反射率较大的材料(如镜铜)来作镜子材料.发明了真空镀铝以后,     

恒星大气物理参量的非参数估计方法

恒星大气物理参量（有效温度、表面重力、化学丰度）是导致恒星光谱差异的主要因素．恒星大气物理参量的自动测量是LAMOST等大规模巡天望远镜所产生的海量天体光谱数据自动处理中一个重要研究内容．针对测量大样本的恒星光谱数据估计每个恒星的大气物理参量，提出了一种基于变窗宽核函数的估计算法：变窗宽算法是对固定窗宽算法的改进，分为3个步骤：（1）将历史恒星光谱数据进行PCA处理，得到光谱的低维特征数据；（2）利用特征数据与其物理参数的对应关系，建立一种变窗宽的非参数估计模型；（3）利用该估计模型，直接计算待测恒星光谱的3个物理参量（有效温度、表面重力、金属丰度）．实验结果表明：该方法与固定窗宽估计模型以及在其他文献中报道的方法相比，具有较高的估计精度和鲁棒性．     

天文爱好者望远镜的磨制、安装与调整（一）

一．天文爱好者望远镜的磨制 1．方案的选定：对于初学磨制望远镜的人,第一架最好做成反射式,因为它造价低廉,磨制容易,仅加工一个面,而其球差值是同样口径、焦距、透镜的1／8。又无色差,可以收到良好的效果。在有了一定经验和具备了一定条件之后,再动手做一架双分离折射望远镜或折反射望远镜,巩固和发展已掌握了的磨制技术,使它为你的天文观测服务。     

大质量年轻星体的红外谱研究

本文对一批中心星光度大于１０３Ｌ⊙,质量大于７～８Ｍ⊙的大质量年轻星体（ＹＳＯｓ）进行了研究．利用近几年对这批源进行的ＪＨＫ波段的观测以及其它台站的红外测光和ＩＲＡＳ点源资料,得到了这批源的红外能谱．根据它们在７－２３μｍ间的低分辨率光谱（ＬＲＳ）,确定了其尘埃粒子的类型,并将其分成三类：（１）具有９．７μｍ的硅酸盐特征;（２）具有１１．３μｍ的ＰＡＨ特征;（３）特征不明显或谱噪音较大．本文采用球对称、各向同性、吸收和散射同时考虑的辐射转移模型,对１２个大质量年轻星体进行了红外能谱拟合,得到了这些源的一系列重要的物理参量,如：中心星的光度和表面有效温度、特征波长上的光深以及包层的尘埃温度和密度随半径变化的幂律等．模型拟合的结果显示：（１）在大部分尘埃包层中,尘埃温度随尘埃包层半径的分布为Ｔｄ（ｒ）∝ｒ－０．４±０．０３,它与假设尘埃的吸收／发射效率Ｑ（ν）＝Ｑ０（νν）β,β＝１时的理论预期一致．（２）尘埃密度随尘埃包层半径的分布为ｎｄ（ｒ）∝ｒ－２．０～－１．５,该关系式间接反映了恒星形成早期,分子包层从等温塌缩到自由下落的过渡．     

十大太阳系外行星排行榜

几十年来,天文学家们一直在天空中搜寻围绕其他恒星公转的行星。但一直颗粒无收,直到1991年亚历山大·沃尔兹岑（Aleksander Wolszczan）和戴尔·弗雷尔（Dale Fral]）在奇特的脉冲星PSR B1257＋12周围发现了一个行星系统。4年后,米切尔·梅厄（Michel MaYor）和迪迪埃·克洛茨（D1dler Queloz）则在一颗普通的恒星飞马51周围发现了一颗木星大小的行星,它每4．2天就会绕其宿主恒星转动一周。     

流星漫谈（六、）

引子：上期“流星漫谈”题图（图1）的继续解读：“该图的分辨率达到了45A／mm,波长范围从3600A到6600A。拍摄器材是焦距360mm。f／4．5的镜头和IS0400,18cmx24cm的大画幅底片。估计是柯达的。这种大号底片在现在的照相器材店里也有售。”     

天球上和LAMOST焦面上天体位置关系的研究

用主光线法对正在研制的大天区面积多目标光纤光谱望远镜（LAMOST）焦面上天体成像位置进行了研究,提出了在焦面上确定天体位置的方法,导出了天体在天球和LAMOST实际焦面上一一对应的位置关系。本的方法可用于焦面上光纤位置的确定,同时,也为已知天体在焦面上的位置确定其在天球上的位置提供了一种方法。     

暗物质与暗能量新解

“热”光子使暗能量现身 现代天体物理学家认为,在宇宙成分中,暗能量约占73％;暗物质占23％;发光物质占0．4％（恒星和发光气体0．4％;辐射0．005％）：不可见的普通物质占3．7％（星系际气体3．6％;中微子0．1％;超重黑洞0.04％）。宇宙暗能量提供斥力,可解释宇宙加速膨胀（在已知物理中,只有万有引力,没有相应的斥力）;同时也能解释宇宙年龄困难。