宇宙年龄问题

自适应光学技术的运用和空间望远镜修复的成功使人们可以观测到更遥远星系中的造父变星，并由此准确地定出这些星系离我们的距离、从这些距离可以推知哈勃常数Ｈ的值，从而估计出宇宙年龄。观测的初步结果表明，由此测得的宇宙年龄比由恒星的观测和理论得到的最老恒星年龄还低。这使得长期以来未获解决的宇宙年龄问题的矛盾变得更加尖锐。这一矛盾提示我们，在天体物理研究中，我们对一些非常重要的问题可能仍缺乏充分的了解．     

面向LAMOST的天体光谱离群数据挖掘系统研究

在宇宙中寻求未知天体是人类探索宇宙奥妙所追求的目标之一,离群数据挖掘是发现未知天体光谱数据的一种有效途径。文章首先以VC++和Oracle9i为开发工具,设计与实现了面向LAMOST的恒星光谱离群数据挖掘系统,并给出了其软件体系结构和模块功能。其次,对基于中值滤波器的恒星光谱数据预处理、基于距离的恒星光谱数据聚类、基于距离支持度的恒星光谱数据离群数据挖掘、基于主分量分析法PCA的恒星光谱数据离群数据的三维可视化等主要关键技术进行了详细描述。最后,基于SDSS恒星光谱数据的运行结果表明,利用该系统寻找天体光谱离群数据是可行的,从而为寻找未知的、特殊的天体光谱数据提供了一种新途径。     

LAMOST-DR1中激变变星光谱的数据挖掘研究

LAMOST-DR1是郭守敬望远镜正式巡天发布的首批数据,其数量超过目前世界上所有已知恒星巡天项目的光谱总数。这为进一步扩大特殊和稀少天体如激变变星的数量提供了样本,同时也对天文数据处理方法和技术提出了更高的要求。针对LAMOST的数据特点,提出一种能够在海量天体光谱中自动、快速发现激变变星的方法。该方法使用拉普拉斯特征映射对天体光谱进行降维和重构。结果表明不同类别的天体光谱在拉普拉斯空间中能够得到较明显的区分。在使用粒子群算法对神经网络的参数进行优化后,对LAMOST-DR1的全部数据进行了自动识别。实验共发现了7个激变变星,经过证认,其中2个是矮新星,2个是类新星,1个是高度极化的武仙座AM型。这些光谱,补充了现有的激变变星光谱库。本文验证了拉普拉斯特征映射对天体光谱进行特征提取的有效性,为高维光谱进行降维提供了另一途径。在郭守敬望远镜正式发布的数据中寻找激变变星的首次尝试,实验结果表明该自动化的方法鲁棒性好,速度快,准确率高。该方法也可用于其他大型巡天望远镜的海量光谱处理。     

天文学家发现最大质量恒星

由英国谢菲尔德大学的天体物理学家克劳瑟（Paul Crowther）率领的研究小组,梳理了哈勃空间望远镜在这个10年早些时候获得的观测数据,并将克劳瑟与智利欧洲南方天文台的甚大望远镜（VLT）获取的新图像进行了结合。通过VLT所具有的极强的分辨能力,研究人员在NGC3603恒星簇（距离地球2．2万光年）中挑出了3颗超巨星;     

银河系英仙臂的距离

以地球轨道半径为基线,借助目前世界上最高分辨率的甚长基线干涉阵(VLBA),通过测量英仙臂中大质量恒星形成区W3OH的三角视差,得到了银河系中距离太阳最近的英仙臂的距离为1.95±0.04千秒差距(5.86×1016km).这个工作解决了天文学中关于英仙臂距离的长期争论,说明英仙臂显示强的运动学反常.     

如何测量地球半径、太阳、月亮和星星的距离

 宇宙中的天体,体积宠大,数目繁多,距离遥远。如何测量这些天体的距离和大小是古今人类非常关心的问题。实际上,科学发展到今天,人类已经掌握了许多测量天体的方法。这些方法总体来说是多学科知识的综合运用。本文运用一般数学、物理、天文的知识深入浅出地介绍天体距离测量的几种方法。希望对有兴趣的非天文专业读者有所帮助。为研究方便起见,我们先要确定天体的方位。大家都有一个直观的感觉,“天”,就是以观察者为球心的半球面。而宇宙中的星星等天体好像分布于一个以观察者为球心,以适当长度为半径的球面上,这一假想的球面就称为天球。     

在太阳系外找到一颗类地球行星

在太阳系外找到一颗适合人类居住的行星,是天体物理学家长期以来的梦想。适合人类居住,通常要求有液态水,这相应地要求:行星到母恒星的距离在一定的范围之内。按照最近Dumusque等在Nature周刊发表的研究报告,事情或许有了一定的眉目。研究者宣称,发现了一颗类地球太阳系外行星,它围绕半人马座α双星之一(B星)运转,半人马座α双星属于最接近太阳系的恒星,离我们仅4光年远。     

日外星系的小行星带

 Gliese 581(见主图)是一颗距离地球21光年的红矮星,以行星众多而颇受关注。天文学家在2012 年12 月的《天文学与天体物理学》(Astronomy &Astrophysics)杂志上报道, 赫歇尔空间天文台(Herschel Space Observatory)发现了该恒星又一个类似地球的特征:在距离该恒星遥远的地带存在类似太阳系柯伊伯带(位于海王星轨道之外由远远小于地球的天体组成,其中包括冥王星)的小行星带。     

对外星生命的探索

 据2001年12月1日出版的一期英国《新科学家》周刊报道:天文学家们首次探测到太阳系以外的一颗行星上有大气,这就为寻找构成地球以外生命体的化学成分提供了可能。到目前为止,天文学家发现的围绕太阳之外的一些恒星运行的行星共有76颗,但由于这些行星太暗淡,用现有的地基望远镜和空间望远镜都难于直接看清它们,更谈不上探索它们的大气组成了。ＨＤ209458是一颗类似于太阳的黄色恒星,距离我们约150光年。     

哈勃（Hubble，Edwin Powell，1889-1953）美国天文学家（Astronomer，America）

哈勃在芝加哥大学学习时，受天文学家海尔启发开始对天文学发生兴趣。在获得天文学哲学博士学位后，便专心研究河外星系并作出新发现。他在1922—1924年期间发现，星云并非都在银河系中。造父变星和它们所在的星云距离我们远达几十万光年。这项发现使天文学家不得不改变对宇宙的看法。1925年，又作出第二项重大发现：星系看起来都在远离我们而去，而且距离越远，远离速度越高。     

基于谱线检测的发射线星自动识别方法

针对我国即将建成的大型巡天项目(LAMOST),给出了一种基于谱线检测的发射线星自动识别方法.主要步骤:1)通过获取谱线特征匹配值进行恒星谱线整体估计;2)利用提取出的恒星谱线特征检测恒星的巴耳末(Balmer)线;3)对获取的特征匹配值采用阈值法,并结合恒星Balmer线的检测结果,进行发射线里判别.通过对SDSS DR4所有光谱进行识别,共获得了242条具有恒星发射线的特殊天体.根据星表查询结果,这些天体包括发射线星、激变变星和一些未知特殊天体等.大量真实光谱数据实验表明,本文方法可有效识别发射线星.     

早M型矮恒星光谱聚类方法与分析

大规模光谱巡天项目如LAMOST等产生了海量极具研究价值的观测数据,如何对此数量级的数据进行有效的分析是当前的一个研究热点。聚类算法是一类无监督的机器学习算法,可以在不依赖于领域知识的情况下对数据进行处理,发现其中的规律与结构。恒星光谱聚类是天文数据处理中一项非常重要的工作,主要对海量光谱巡天数据按照其物理及化学性质分类。针对LAMOST巡天中的早M型矮恒星的光谱数据,使用多种聚类算法如K-Means,Bisecting K-Means和OPTICS算法做了聚类分析,研究不同聚类算法在早M型恒星数据的表现。聚类算法在一定程度依赖于其使用的距离度量算法,同时研究了欧氏距离、曼哈顿距离、残差分布距离和上述三种聚类算法搭配下的表现。实验结果表明：(1)聚类算法可以很好地辅助分析早M型矮恒星的光谱数据,聚类产生的簇心数据和MK分类吻合得非常好。(2)三种不同聚类算法表现不尽相同,Bisecting K-Means在恒星光谱细分类方面更有优势。(3) 在聚类的同时也会产生一些数量较少的簇,从这些簇中可以发现一些稀有天体候选体,相对而言OPTICS适合用来寻找稀有天体候选体。     

测量哈勃常数

天体退行速度与到我们距离之比这一宇宙学基本参数,或许蕴含着有关宇宙的年龄、组成和结构的信息。2011年爆发了一场充满激情的辩论:宇宙膨胀的发现应该归功于谁?背景如下。截止1922年2月美国天文学家斯莱弗已测得了41个星系的红移。1924年,瑞典天文学家伦德马克提供了宇宙膨胀的初步定性证据。然而,他的结果并无太大分量,因为他引入了所有星系直径相同这一并不太靠谱的假设。     

超新星与宇宙未来

 超新星是一些质量较大的恒星演化到晚期发生爆炸所产生的天体。它们在短时间内很明亮,一颗超新星的亮度可以相当于整个星系。超新星中有一类被称作Ⅰa 型超新星,天文学家认为它的亮度是基本稳定的,可以当作“标准烛光”来使用。也就是说,它距离地球越远,人们看到它就越暗,因此在天文学中可以用它们来测定宇宙学距离,从而探索宇宙的演化。     

会聚更多的光子,探索更深的宇宙空间——介绍2.16米光学望远镜

 科学技术发展到今天已经使天文学家有可能去探测天体在整个电磁波谱中任何一个波段的辐射了。但是光学波段作为“传统”的波段,迄今仍然是研究天体物理的基础。其主要原因是宇宙中大量的物质以凝聚的、温度达数千度乃至数万度的恒星形式存在着。当然,这也包括了恒星集合的星系。它们的辐射主要集中于光学波段。所以,大口径的光学天文望远镜仍然是天文学研究的主要工具。对于天文学家来说望远镜的主要作用是收集光子。我们知道,收集天体光子的能力是和望远镜镜面的面积成正比的。假如某一类天体有相同的光度,那么我们能探测到这类天体的极限距离就和望远镜口径成正比(当然,这里我们忽略了天体之间存在的星际物质对光线吸收的影响)。而且,天文望远镜还将天体成像。其空间分辨率也将和望远镜口径成正比。     

一种基于属性权值和w_k-距离的天体光谱异常特征线挖掘方法

采用信息熵思想,给出一种基于属性权值和wk-距离的异常天体光谱特征线挖掘方法,并开发了天体光谱异常特征线挖掘系统。首先采用信息熵思想计算天体光谱特征线属性权值,从而有效地刻画每条特征线的重要程度;其次采用邻域半径的剪枝技术,对海量天体光谱特征线数据集约简,删除不可能成为异常的数据对象,形成一个候选异常数据集;然后根据离候选异常数据中对象之间的偏差,计算wk-距离和,并选取wk-距离和较大的前TOP-NN个数据对象作为天文光谱异常特征线数据;最后采用SDSS恒星光谱特征线数据集,实验和系统运行结果验证了该方法的有效性和可行性。     

恒星世界画廊

闪烁在夜空中的星星,除了水星、金星、火星、木星和土星等行星之外,其余的都和太阳类似,即几乎全部是恒星,恒星最主要的特点,是由炽热的气态物质组成的,是能自己发热、发光的球形或接近球形的天体;此外,在千百年的时间段里,人们用肉眼观察它们的相对位置几乎是不变的,古人正是根据这种情况称它们为“恒星”．     

科苑快讯

 美发现一种新天体 美国天文学家最近在对宇宙进行的一次大规模探测中,发现了一种介于行星和恒星之间的天体。这种被称为甲烷褐矮星的天体大小相当于木星,但质量却是木星的10到50倍。     

《相对论、宇宙与时空》连载⑥——恒星演化的归宿(白矮星、中子星和黑洞)

1 赫罗图 指向天空的望远镜发现,千亿计的恒星各式各样,它们不仅光度不同,颜色也各异,真是千姿百态、绚丽多彩.这里的光度,是指恒星的绝对光度.绝对光度反映,在扣除掉恒星距离我们远近不同产生的影响之后,恒星的真实亮度,即反映了恒星在单位时间内释放出的光能.     

天体距离的测量方法

天体测量在天文研究中占有重要地位,在不同时代、对不同天体有不同的测量方法,随着科学技术的发展,天体测量的手段也越来越先进。由于宇宙空间广袤无垠,所使用的距离单位与通常表示距离的单位也有所不同,表示天体距离的单位有天文单位(AU)、光年(ly)和秒差距(pc)。太阳与地球间