基于最近邻方法的类星体与正常星系光谱分类

随着高质最CCD传感器技术的日渐成熟与广泛应用,以及许多大型巡天计划的相继实施,天体数据量极大,因此天体观测数据的自动识别、分析问题首当其冲.文章在原始测量空间使用最近邻方法(NN)研究了正常星系与类星体光谱的识别问题.正常星系和类星体属于河外天体,一般距离地球较远,其观测光谱会受到许多干扰,所以这两类天体光谱的分类在...     

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。     

天体原子、离子和分子射电谱线研究进展

简述天体原子、离子和分子射电谱线自首次探测至今,半个世纪以来的研究进展.展示空间特有的非地球稳定的自由基、同位素、同位素分子和离子及其相关的过程.天体微波激射(MASER)因能提供恒星诞生与死亡的珍贵信息成为本文之侧重点.     

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。     

基于支撑矢量机的天体光谱自动分类方法

天体光谱自动识别系统的主要目标是对天体进行分类和参数测量。文章提出一种新的基于支撑矢量机的非活动天体与活动天体的自动分类方法。在信噪比低的时候 ,由于红移值未知使得噪声与发射谱线难于辨别 ,因此不能单纯依靠寻找发射谱线来确定是否为活动天体。据此 ,在低噪声情况下对非活动天体与活动天体的区分成为难点。本方法结合主分量分析法和支撑矢量机 ,能够对红移值未知的活动天体与非活动天体比较有效地进行自动光谱分类 ,对天文界的大型巡天计划中的海量观测数据自动处理有比较重要的应用价值。     

基于核岭回归方法的恒星大气物理参数的自动测量

我国大科学工程项目LAMOST巡天计划每观测夜能获取多达数万条天体光谱数据,天文学家通过对天体光谱的分析观察可以获取有效的天文信息用于天文学或天体物理学的研究。而针对海量数据,寻找自动方法分析天体光谱并进行天体各种物理参数的测量就具有重要研究意义和价值。这一课题也吸引了许多学者进行研究,但目前所尝试的算法和相应结果仍然需要进一步改进,针对这一需求深入研究了核岭回归(KRR)方法在恒星大气物理参数(包括有效温度、表面重力和金属丰度)自动测量方面的应用,特别是在我国大科学工程项目LAMOST所释放光谱数据上的应用。核岭回归是岭回归算法的进一步发展,而岭回归是最小二乘方法的一种变形,其具有解决高维多重共线性问题的能力。所以KRR方法适合于处理高维的天体光谱信息,从LAMOST的第五期释放数据中随机选择了2万条被识别为恒星的光谱数据用于实验测试,该数据既包含低信噪比数据,也包含高信噪比数据(g,r,i波段平均信噪比最低至6.7,最高到793)。首先,本文对光谱进行预处理,包括三个步骤:(1)利用小波变换对光谱数据进行去噪处理;(2)因为LAMOST采用的是后期修正的流量定标设计,所以还通过流量归一化来避免部分光谱流量值不准确的问题;(3)由于每条光谱维数高达数千维,利用主成分分析方法(PCA)对光谱进行了降维。然后,利用KRR方法建立了光谱数据和标准化后的三大参数值之间的回归模型。最后,通过设计进行不同的组合实验对KRR算法模型进行了测试分析,并与经典算法支持向量回归(SVR)进行了对比。综合所有实验结果显示KRR方法对应的有效温度、表面重力和金属丰度的测试平均绝对误差分别为82.9897 K,0.1858 dex和0.1211 dex,优于SVR的144.2308 K,0.1886 dex和0.1246 dex。特别是KRR在温度测试结果上有较大优势,由此表明KRR方法能够有效地应用于天体光谱特别是恒星光谱参数的自动测量处理中。     

γ噪Blazar天体的γ射线和近红外光辐射研究

收集了29个有γ噪的Blazar天体(其中有16个BL Lac天体和13个平谱射电类星体)的近红外流量密度和γ射线流量密度,获得以下主要结果:1)23个天体中的γ射线流量密度和近红外流量密度在低态时存在较强的相关性而在高态时有弱的相关性.2)在29个天体中,有6个天体只有一个观测数据点,将其认为是高态时,γ射线流量密度与近红外光流量密度之间有弱相关性,而认为是低态时有强相关性.3)29个源的γ射线流量密度与X射线流量密度在低态时有相关性,但是γ射线流量与光学流量密度,γ射线流量与射电流量密度均没有相关性.4)在16个BL Lac天体中γ射线流量与近红外光流量不论在高态还是低态都有相关性,而13个平谱射电类星体没有相关性.讨论了γ噪Blazar天体的γ射线辐射机制,认为γ射线的辐射机制主要是同步自康普顿散射.而逆康普顿散射来自绕中心核且温度约为2000K的尘埃,这些尘埃的区域大约有r=3pc,聚束的相对论电子也可能是这种尘埃模型辐射机制的一个重要补充.平谱射电类星体和BL Lac天体的γ辐射机制可能有些不同. 关键词： Blazar天体 星系γ射线观测辐射机制 非热辐射     

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。     

25Mg(p, γ)26Al实验研究进展

长寿命放射性核素26Al是星际介质、$\gamma$射线天文学和太阳系形成研究中最重要的核素之一。最可能合成26Al的三种天体场所都与25Mg(${\rm p},\,{\rm{\gamma }}$)26Al反应相关,因此精确测量其近阈能级的共振强度和天体物理反应率对人们认识宇宙26Al的来源具有重要意义。本文回顾了25Mg(${\rm p},\,{\rm{\gamma }}$)26Al反应的实验研究方法和最新研究进展,特别是介绍了我国对该反应的间接测量实验以及直接实验测量计划。当前的间接测量结果提升了25Mg(${\rm p},\,{\rm{\gamma }}$)26Al天体物理反应率的精度,也可以帮助我们估算直接测量的产额,并优化深地直接测量的实验设计。高能点的直接测量结果与国际上其它实验结果在误差范围内符合很好,表明本项目研制的探测装置工作状态良好,能够胜任锦屏深地核天体物理实验研究。     

有关潮汐摩擦的探索性研究

本文对天体系统的潮汐锁定问题的一种简化模型进行了研究.本文将中心天体设为由固体球状内核以及外层均匀液体组成,将在引力作用下液体产生的形变近似成椭球形,并说明了该近似的合理性.最后,论文参考“常数几何滞后模型”,在近似条件下计算了当中心天体相对平衡位置具有θ的偏角时所受引力相对其中心的力矩,得出了两天体间潮汐摩擦力矩与绕转天体质量的平方以及中心天体平均半径的5次方成正比,与天体间距离的6次方成反比的结论.     

精确测定大麦哲伦星系的距离

正精确测定我们附近星系或是遥远星系的距离,对于研究宇宙的膨胀速率以及暗能量都是十分重要的。在具体操作中,天文学家使用"距离阶梯递推"的方法,测量遥远星系的距离:首先测定近处天体的距离,以此为尺子,用以测定稍远天体的距离,以此类推,最终实现距离达几十亿光年的星系的测定。Pietrzyński在Nature周刊上发表文章,宣称已经对我们银河系的最近邻星系——大麦哲伦星系的距离做出了迄今为止最高精度(2.2%)的测定。长期以来,上述距离一直是"距离阶梯"逐级延伸过程中的一个瓶颈。     

基于Logistic回归模型的Blazar天体的分类

从文献中收集了205个Blazar天体,包括142个BL Lac天体和63个平谱射电类星体(FSRQs).对这些天体的类别与它们的红移、射电5 GHz辐射流量、光学V波段流量、1 keV处X射线流量、X射线光子谱指数进行了相关性和Logistic回归分析.结果表明,对Blazar天体分类产生主要影响的因素是红移、射电5 GHz辐射流量和X射线光子谱指数,综合应用这三个物理量判别Blazar天体的分类的准确率可达到91.2%,得到的分类方程具有良好的预测效果,可以作为Blazar天体分类的一个重要的判据.而光学V波段流量和1 keV处X射线流量不能区分开BL Lac天体和FSRQs,它们与Blazar天体分类没有相关性.本文结果支持将BL Lac天体和FSRQs归为Blazar天体,不同类别的Blazar天体之间能通过一种演化序列相联系. 关键词： Logistic 分类 Blazar天体     

测量天体距离的4把尺

 距离是天体最重要的参数,自古以来对恒星的距离有着多种猜测,真正能有根有据地说出它来还是近两百年的事。其间经过曲折探索,主要发展了4种方法,或者说用了4把“量天尺”,由近及远地量出了天体的距离。一、三角视差几何学有一条定理,已知三角形两角夹一边便可求解该三角形。三角视差法便是基于这一定理。早在1672年,法国人卡西尼便用此法测出了火星的距离。对于遥远的恒星,顶角极小,为了提高精度应尽量扩大底边。在地面上测量,最大的基线是地球公转轨道直径(图1中ＡＢ=2ＡＵ,ＡＵ是太阳系内使用的距离单位,叫天文学单位,等于日地平均距离。1ＡＵ=1.49×1011ｍ)。     

哥白尼的《天体运行论》——近代物理学的号角

1　前言近代物理学是从哥白尼发表《天体运行论》开始的 .《天体运行论》的发表吹响了近代物理学、也是近代科学诞生的号角 ,吹响了科学挣脱神学束缚的号角 .一般物理史学家这样评论哥白尼学说的发表 .行星受到太阳的引力是与到太阳的距离平方成反比的 ,哥白尼学说的历史意义 ,却是与离开这个学说发表的时间的平方成正比 .恩格斯这个评价确切地概括了哥白尼学说的深远历史意义 .本文介绍《天体运行论》发表的背景、内容以及它对近代科学的影响 .2　历史背景古希腊人 ,同中国和其他古文明发源地的人一样 ,早就注意到了天空繁星的运行情况 ,有…     

尘埃表面化学理论模拟研究进展

近年来天体化学在解释星际分子的形成过程中起重要作用的尘埃表面化学取得了长足的发展,本文综述了在天体化学模拟中用到的各种数值计算方法,以及尘埃冰幔的化学模型. 同时也介绍在实验室天体化学方面获得的结果,及其对尘埃表面化学所起到的促进作用.     

具有椭圆轨道的天体运动问题探究

天体(包括人造天体)绕另外一个天体运动时，其运动轨迹往往是圆或椭圆．轨迹为圆的天体运动问题，在现行的中学物理教科书中都有所介绍，但轨迹为椭圆的天体运动问题在中学物理教科书中介绍甚少．而轨迹为椭圆的天体运动问题，在一年一度的全国中学生物理竞赛的考纲中是要求掌握的。     

巧用开普勒第三定律解决天体运动问题

在天体运行中,会有绕同一个中心天体运动的行星或卫星问题;卫星与它所绕行的天体的同步问题;卫星在轨期间的变轨问题;卫星之间的追及和相遇问题。应用开普勒第三定律是解决这些问题的重要途径。     

基于约束FP树的天体光谱数据相关性分析系统研究

从海量天体光谱数据中挖掘光谱数据特征和物理化学性质之间内在的、隐含的相关性,是人类探索天文规律的一种有效方法。利用基于约束FP树的关联规则挖掘方法作为天体光谱数据相关性分析手段,采用VC++和Oracle9i作为开发工具,设计与实现了天体光谱数据相关性分析系统,给出了其系统的软件体系结构和模块功能,并对光谱数据预处理、背景知识表示、CFP树构造、频繁模式提取及关联规则生成等关键技术以及关键模块的实现技术,进行了详细描述。系统运行结果表明,利用关联规则来描述、分析天体光谱数据特征和物理化学性质之间存在的相关性,是可行的和有价值的,从而为寻找天体规律提供了一种有效手段。     

在SDSS DR8恒星光谱中自动搜寻稀有天体

SDSS DR8海量光谱中包含许多有研究价值的稀有天体,如特殊白矮星(DZ,DQ,DC)、碳星、白矮主序双星、激变变星等,如何在海量光谱中自动搜寻稀有天体有着极其重要的意义。提出一种基于核密度估计和K-近邻(K-nearest neighbor, KNN)相结合的方法在SDSS DR8 信噪比大于5的546 383个恒星光谱中搜寻稀有天体。首先对光谱进行高斯核密度估计,选取概率最小的5 000个光谱作为稀有类,概率最大的300 000个光谱作为普通类,然后进行KNN分类,同时也将5 000个稀有光谱的K个最近邻也作为稀有的天体,结果共有21 193条光谱。为了方便分析,对这些光谱聚类后进行人工检查。这些光谱主要包括由于数据缺失、红化、流量定标不准引起的问题光谱、行星状星云、没有物理联系的光谱双星、类星体、特殊白矮星(DZ,DQ,DC)、碳星、白矮主序双星、激变变星等。通过和SIMBAD,NED,ADS及一些主要的文献交叉验证,我们新发现了3个DZ白矮星、1个白矮主序双星、2个伴星为G型星的激变变星,3个激变变星的候选体、6个DC白矮星,1个DC白矮星候选体和1个 BL Lacertae(BL lac)候选体。还发现了1个有CaⅡ三重发射线和MgⅠ发射线的DA白矮星和1个光谱上表现出发射线的晚M恒星但测光图上像是一个星云或星系。     

基于分形编码的天体光谱降噪方法

为了降低噪声影响,恢复光谱的连续谱和谱线等主要特征,以便准确测量谱线的等值宽度,文章根据天体光谱自身具有局部自相似性,而随机白噪声不具有自相似性,首次将分形方法应用于天体光谱降噪.实验表明,分形降噪方法对于准确测量谱线的等值宽度、星系红移等参数是有效的,此外,还可以实现数据压缩.分形方法适用于海量光谱的降噪和数据存储.