为什么恒星行星卫星的区别闪烁而行星不闪烁 散斑

laser Speckles
...一个透明散射体(例如毛玻璃)时,在散射表面或附近的光 场中可以观察到一种无规分布的亮暗斑点,称为激光散斑(laser Speckles)或斑纹。如果散射体 足够粗糙,这种分布所形成的图样是非常特殊和美丽的(对比度为1),如图1。
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laser speckle
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The automatically scaling system on laser speckle radar is part of key laboratory fund item from chief arming ministry - the study of missile target laser scattering characteristics.
激光散斑雷达的研制属于总武装部国防科技重点实验室基金项目——导弹目标激光散射特性研究的部分工作。
参考来源 -
laser speckle
- 引用次数:24
In the thesis the relations of spatial contrast and temporal contrast were deduced. A laser speckle imaging system was built for high interference light illumination and stability.
本文理论推导了时间衬比同空间衬比及散射物体运动速度的关系,搭建了一套激光散斑成像系统,以提高照明光源的相干性和稳定性,设计了衬比随速度变化的模型实验,验证在各态历经条件下,空间衬比和时间衬比具有等价性。
参考来源 - 激光散斑成像中散斑衬比影响因素的研究
speckle noise
- 引用次数:3
参考来源 - 数字全息去噪和三维像重构的研究
&2,447,543篇论文数据,部分数据来源于
采用激光全息摄影和激光散斑干涉计量法,研究了岩、土和建筑物之间的关系。
The methods of laser holography and laser speckle interferometry have been used to study the correlations between rock or soil and structure.
研制了环形孔径锥镜剪切相机,并利用它进行激光散斑照相,测量物体的位移导数场。
In this paper, Annular aperture cone glass shearing laser speckle photography used for measuring the derivatives of displacements is proposed for the first time.
目的探讨激光散斑成像技术能否用于监测脊髓血流动力学的变化。
Objective To investigate whether laser speckle imaging technique can be used to monitor the changes of spinal cord hemodynamics.
1730年牛顿已经注意到"恒星闪烁"而行星不闪烁,光源发出的光被随机介质散射在空间形成的一种斑纹 。1960年世界出现了激光器,高度相干性的激光照在粗糙表面很容易看到这种图样,散斑携带大量有用信息。散斑在工程技术方面等各方面有广泛的应用。散斑的理论是统计光学的一部分,与光的相干理论在很多地方相似和相通。
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激光散斑测量
分布的亮暗斑点,称为激光散斑(Laser Speckles1
散射体被相干光照射产生的,因此是一种随机过程。要研究它必须使用概率统计的方法。通过统计方法的研究,可以得到对散斑的强度分布、对比度和散斑运动规律等特点的认识。
图1& 光散斑的产生(图中为透射式,也可以是反射式的情形)
1是相干的,但它们的振幅和位相都不相同,而且是无规分布的。来自粗糙表面上各个小面积元射来的基元光波的复振幅互相迭加,形成一定的统计分布。由于毛玻璃足够粗糙,所以激光散斑的亮暗对比强烈,而散斑的大小要根据光路情况来决定。散斑场按光路分为两种,一种散斑场是在自由空间中传播而形成的(也称客观散斑),另一种是由透镜成在几乎全暗的背景上,当沿光路方向移动观察面时这些亮斑会发生大小的变化,如果设法改变激光照在玻璃面上的面积,散斑的大小也会发生变化。由于这些散斑的大小是不一致的,因此这里所谓的大小是指其统计平均值。它的变化规律可以用相关函数来描述。
l自相关函数
(x1,y1)(x2,y2)
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& (1)
其中I(x1,y1)表示观察面上任一点Q1的光强,I(x2,y2)表示观察面上另一点Q2上的光强,〈〉表示求统计平均值。根据光学知识我们知道:
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& (2)
式中U(x,y)表示光场的复振幅。当玻璃板表面足够粗糙(毛玻璃)时,根据散斑统计学的理论我们可以得到如下的公式:
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& (3)
( 1,12, 2=U( 1, 1) U( 2, 2) 22系数(推导方法用菲涅尔衍射公式,参见
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& (4)
x=(x2-x1)y=(y2-y1)(3)
&&&&&&&&&&&& (5)
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& (7)
l两个散斑场光强分布的互相关函数
Q1(x1,y1)一个变化后(如散射体发生一个微小的平移Q2’(x2,y2)
&&&&&&&&&&&&&&&&&& (8)
同上面一样有:
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& (9)
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& (10)
式中U(x,y)和U‘(x,y)分别表示两个散斑光场的复振幅。还是根据散斑统计学的理论我们可以得到如下的公式:
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& (11)
C( 1,12, 2)=U( 1, 1) U( 2, 2) 22系数(推导方法用菲涅尔衍射公式,参见
&&&&&&&&&&&&& (12)
x = (x2-x1)y = (y2-y1)
&&&&&&&&&&&&&& (13)
&&&&&&&&&&&& (14)
图2 实验装置 1.氦氖激光器, 2.3.全反射镜, 4.双偏振片,5.透镜, 6.毛玻璃, 7.CCD, 8.计算机
CCDCCDAD在计算机屏幕上,此数字信号同时存入计算机软盘或硬盘上便于数据处理。
双偏振器、透镜和毛玻璃投射到CCD
CCD—Z0ZCCDZ0Z
CCD()每一个CCD像素)得到一个8,Ii, j i=1,2,…nxj=1,2,….,nynxnyCCDN0=nxny
W=2.5mmSCCD50CCDP2
CCD相关曲线会不会发生变化?g(00)
TA的最新馆藏[转]&kienct 散斑测量原理
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kienct 散斑测量原理
3.4 深度图像成像原理&
Kinect有发射、捕捉、计算视觉重现的类似过程。严格说来,Kinect的“深度眼睛”是由一个红外投影机和红外摄像头组合而成的,投影和接收互为重叠,如图3-27所示。
可以说,Kinect的成功也在于其能廉价而有效地捕捉到深度图像。它能收集视野范围内的每一点,并形成一幅代表周围环境的景深图像。传感器以每秒30帧的速度生成景深图像流,实时3D地再现周围环境。
&&3.4.1 ToF光学测距与结构光测量&
红外摄像头大体可以划分为两类(见图3-28):
&基于飞行时间(Time of Flight,ToF)原理的摄像头,它通过测量光脉冲之间的传输延迟时间来计算深度信息。例如Mesa Imaging SwissRanger 4000和PMD Technologies CamCube 2.0,它们都价格不菲。
&结构光测量,基于光编码,投射已知的红外模式到场景中,通过另外一个红外CMOS成像器所捕获到的该模式的变形,从而最终来确定深度信息的摄像头,如PrimeSensor和Microsoft Kinect。事实上,图3-28c和图3-28d使用的是同一红外摄像头。Kinect属于图3-28d所示情况。
2009年微软收购了以色列公司3DV Systems,它拥有ToF摄像头的专利。ToF是“Time of Flight”的缩写,从字面上也可大致猜出其含义:计算光线飞行的时间。首先让装置发出脉冲光,并且在发射处接收目标物的反射光,即由测量时间差算出目标物的距离。3DV的ZCam就是采用ToF技术,使用红外线以及Accelerometers加速度计感应器,感测立体空间的相对位置变化,建构灰阶距离影像的深度感应器。感光芯片需要飞秒级的快门来测量光飞行时间,据说芯片中用到砷化镓,使其时钟频率提高到上百GHz。于此同时也提高了工艺成本。
光学测距方法是ToF目前较为精确可行的技术,也有诸如LDM激光测距、IDM红外测距等具体产品,但都价格不菲。因此,该项技术对于Kinect这种消费电子产品来说不适用:一方面是测量环境的限制,更主要的是成本因素。这样看来,微软收购3DV Systems,只是为了动作感测的专利权、并取得领先地位。
“结构光”指一些具有特定模式的光,其模式图案可以是点、线、面等。结构光扫描法的原理是首先将结构光投射至物体表面,再使用摄像机接收该物体表面反射的结构光图案,由于接收图案必会因物体的立体型状而发生变形,故可以试图通过该图案在摄像机上的位置和形变程度来计算物体表面的空间信息。普通的结构光方法仍然是部分采用了三角测距原理的深度计算。
结构光测量技术作为一种快速、便携、高精度的三维测量技术,在汽车、航空、模具、医疗等领域均得到了广泛的应用。相位计算是基于相位测量的结构光三维测量中的关键技术之一,最终输出是三维点云,进行相关的三维建模和测量。
&&&&&3.4.2 Light Coding技术&
PrimeSense将其深度测量技术命名为Light Coding,顾名思义,就是用光源照明给需要测量的空间编上码,属于结构光技术的一种,只是深度计算方式不一样,微软Kinect深度图像就是采用了这种技术。
与结构光法不同的是,Light Coding的光源称为“激光散斑”,是激光照射到粗糙物体或穿透毛玻璃后随机形成的衍射斑点。这些散斑具有高度的随机性,而且会随着距离的不同而变换图案。也就是说空间中任意两处的散斑图案都是不同的。只要在空间中打上这样的结构光,整个空间就都被做了标记,把一个物体放进这个空间,只要看看物体上面的散斑图案,就可以知道这个物体在什么位置了。当然,在这之前要把整个空间的散斑图案都记录下来,所以要先做一次光源标定,如图3-29所示。
概括一下,Light Coding与传统的ToF、结构光技术的不同之处在于:
1)和传统的ToF、结构光的光源不同,使用“Light Coding”技术的PrimeSense的PS1080系统级芯片负责对红外光源进行控制,投射出具有三维纵深的“立体编码”。这种光源称为激光散斑,是当激光照射到粗糙物体或穿透毛玻璃后形成的随机衍射斑点。
2)不需要特制的感光芯片,只需要普通的CMOS感光芯片,这让方案的成本大大降低,对Kinect消费及电子产品的市场化至关重要。
3)Light Coding技术不是通过空间几何关系求解的,它的测量精度只和标定时取的参考面的密度有关,参考面越密测量越精确。传统结构光方法采用三角视差测距,基线长度(光源与镜头光心的距离)越长越好。换句话说,不用为了提高精度而将基线拉宽。这其中的奥秘就是“激光散斑原理”。
&&&&3.4.3 激光散斑原理
激光在散射体表面的漫反射或通过一个透明散射体(如毛玻璃)时,在散射表面或附近的光场中可以观察到一种无规分布的亮暗斑点,这种斑点称为激光散斑(Laser Speckles)。
如果散射体足够粗糙,这种分布所形成的图样是非常特殊和美丽的,如图3-30所示。
散斑现象普遍存在于光学成像的过程中,很早以前牛顿就此解释过恒星闪烁而行星不闪烁的现象。由于激光的高度相干性,激光散斑的现象就更加明显。最初人们主要研究如何减弱散斑的影响。在研究的过程中发现散斑携带了光束和光束所通过的物体的许多信息,于是激光散斑产生了许多的应用,例如用散斑的对比度测量反射表面的粗糙度,利用散斑的动态情况测量物体运动的速度,利用散斑进行光学信息处理,甚至利用散斑验光等。
激光散斑是由无规散射体被相干光照射产生的,因此是一种随机过程。要研究它必须使用概率统计的方法。通过统计方法的研究,可以认识到散斑的强度分布、对比度和散斑运动规律等特点。最重要的特点就是,这种散斑具有高度的随机性,而且随着距离的不同会出现不同的图案,也就是说,在同一空间中任何两个地方的散斑图案都不相同。只要在空间中打上这样的结构光然后加以记忆就让整个空间都像是被做了标记,然后把一个物体放入这个空间后只需要从物体的散斑图案变化就可以知道这个物体的具体位置。
3.4.4 标定原理
PrimeSense的专利中是这样解释“标定方法”的:每隔一段距离,取一个参考平面,把参考平面上的散斑图案记录下来。
假设Kinect规定的用户空间是距离摄像头1~4m的范围,每隔1cm取一个参考平面,那么标定下来我们就保存了300幅散斑图像。标定的间距越小,精度越高,如图3-31所示。需要进行测量的时候,拍摄一幅待测量的散斑图像,将这幅图像和我们保存下来的300幅参考图依次做互相关运算,进而得到300幅相关度图像。而空间中的物体存在的位置,会在相关图像上会显示出峰值,把这些峰值叠加在一起,再经过插值运算后就会得到整个场景的三维形状了。
注 “插值运算”是一种增加图像尺寸的方法。很多数码相机通过此技术实现数字变焦(DigitalZoom)。插值算法有许多种,目的都是有效地平滑扩大图像而不导致锯齿产生。
如果你有一台夜视摄像机(比如Sony HDR-CX700E,启用NIGHTSHOT模式),晚上在房间关掉灯,你可以观察到Kinect红外散斑投影在房间里,星星点点。画面因为红外拍摄的原因都显示为绿色,如图3-32所示。
为什么Kinect注意事项中警告:不要让阳光直射传感器,不要让传感器接近任何热源?
这个问题现在很好理解了,Kinect投射出近红外光源,通过目标物体产生的“散斑”进行“深度计算”。太阳光谱和热源会干扰Kinect投射出的近红外光源,正如微波炉对手机信号或者FM广播的干扰一样。
关于Light Coding的其他相关内容可以到Micosoft Academy或者Google Patents上查询两篇文档:
&Range mapping using speckle decorrelation(No. US)
&DEPTH MAPPING USING PROJECTED PATTERNS(No. )
馆藏&21774
TA的最新馆藏关键词|它们组成了天文学家的2016(上)
黑洞,射电暴,系外行星,引力透镜,暗物质,脉冲星,银河系,引力波,活动星系,类星体,暗能量……它们,让你不明觉厉了吗它们,真实存在吗它们,遥不可及吗它们,就是我们天文台的天文学家们每天都在琢磨的那些事儿甚至是在开车、吃饭、喝茶、侃八卦的时候……岁末之际,小编带你一起梳理2016年中国各大天文台的【科研进展】——国家天文台在超大质量黑洞自旋起源研究中获进展黑洞想象图。已有的观测证据暗示宇宙中的大质量超大质量黑洞和小质量超大质量黑洞很可能起源于不同的演化机制。小质量超大质量黑洞的自旋起源就一直是一个谜团。研究明确地指出大质量和小质量的超大质量黑洞的自旋有完全不同的起源。与大质量的超大质量黑洞的自旋起源于黑洞-黑洞并合不同,小质量的超大质量黑洞的自旋起源于黑洞对周围气体的吸积。云南天文台米波太阳射电频谱仪观测到罕见的断裂II型射电暴米波太阳射电频谱仪观测到一个罕见的具有断裂结构的II型射电暴及其射电精细结构。经研究发现,该射电暴的断裂结构源于日冕物质抛射驱动的激波穿越之前CME拉伸出的电流片的物理过程。系外行星空间超高对比度成像关键技术研究取得进展为下一步搭载空间天文望远镜开展系外类地/类木冷行星的天文成像探测和大气光谱特征研究奠定技术基础。首次提出的在大面积工作区域内产生超高对比度成像技术方案,为下一步搭载空间天文望远镜开展系外类地/类木冷行星的天文成像探测和大气光谱特征研究奠定技术基础。超高对比度成像系统实验结果:未经过星冕仪校正,行星淹没在恒星散斑噪声之中(左);经过星冕仪精确校正之后,由系统静态波相差产生的散斑噪声被有效消除,使得较恒星光暗109倍的行星(白色圆圈内)清晰可见(右)。国家天文台研究人员测量到银河系弥漫同步辐射的三维分布MWA望远镜在88MHz观测到的银道面二维图像.大部分的弥漫辐射来自同步辐射。使用平方公里阵(SKA)先导-默奇森宽场阵(MWA)的最新巡天数据,研究得出结论:银心附近辐射强度最大,离银心越远越小,这将有助于更好地了解低频射电波段银河系的三维结构。国家天文台利用哈勃望远镜发现一批全新的强引力透镜系统哈勃太空望远镜获得的21个强引力透镜候选者的图像数据。每一幅小图中心橘黄色是前景的透镜星系,围绕着透镜星系的蓝紫色结构是背景莱曼-阿尔法发射体的多重像。科学家首次利用LAMOST巡天数据测算太阳附近暗物质密度暗物质3D模型图。暗物质是宇宙中最神秘的物质,由于暗物质粒子不参与电磁相互作用,因此不会发光,天文学上只能通过其产生的引力作用来探测它的存在。使用天文观测对太阳附近的暗物质质量密度进行可靠测量是寻找暗物质粒子、理解暗物质在银河系中分布特点的重要一步。研究利用精心挑选的LAMOST巡天观测数据,对太阳附近的暗物质密度进行了重新估算,得到新结果。同大多数前人的工作相比,这一新结果认为太阳周围暗物质的质量密度要更大一些。新疆天文台提出脉冲星子脉冲漂移新模型脉冲星想象图。最新观测发现,一些脉冲星的漂移子脉冲具有随时间变化、异常且复杂的演化特征,表明脉冲星的磁层以动态形式存在,这与传统的理解恰恰相反。上海天文台在黑洞活动性基本面研究中取得进展活动星系核和黑洞X射线双星是高能天体物理的重要研究方向。人们发现,它们的黑洞质量、X射线光度、射电光度之间在对数空间里存在非常简单的线性相关。这个相关关系被称为黑洞活动性的基本面关系,对研究活动星系核反馈、喷流的形成机制等具有重要的理论意义。此研究发现了首个符合拐折型相关关系的活动星系核NGC 7213,证实了早期对射电-X射线三段式相关关系的理论解释。新疆天文台在电子回旋脉泽辐射机制研究方面取得进展高能电子束普遍存在于各种宇宙等离子体中,太阳高能电子一般由耀斑磁重联加速或日冕激波加速产生国家天文台等通过数值模拟为FAST脉冲星观测提供目标源实心圆圈为低于1000次漂移扫描就可能探测到脉冲星的球状星团(共19个)。红色空心圆圈表示预计结果中无脉冲星存在的球状星团,共10个。蓝色空心圆圈表示需要多于1000次扫描来探测脉冲星的球状星团,共11个。射电望远镜在巨型旋涡星系中发现一对超大质量黑洞欧洲甚长基线干涉仪观测到超级黑洞产生的致密射电喷流。右:空间X射线望远镜钱德勒天天台观测结果。所有图像均为伪彩色图。国家天文台在高偏振星系统中发现小行星存在的可能证据小行星艺术假想图(喻京川)。左边的白矮星从右边的伴星吸收物质,这些物质沿着磁力线撞击到白矮星的磁极。在双星系统的外围蓄积了大量的小行星,这些小行星不时受到扰动落入白矮星的引力范围,被蒸发成环绕白矮星的星周介质。上海天文台在耀变体光变研究中取得进展活动星系核示意图。耀变体在所有电磁波段都有光变,光变时标从几分钟到几年不等。这项研究工作却表明,耀变体并不一定在所有电磁波段上都具有多种时标的光变。紫金山天文台等在GRB 050709中发现巨新星短暴或长短暴、引力波信号、macronova信号的关联性示意图。GRB 050709是人类首次探测到光学对应体的短暴,该光学信号一直被解释为伽玛暴的喷流在星际空间运动产生的余辉辐射。此研究发现,VLT在伽玛暴结束后2.5天处测得的能谱与余辉模型显著不同,而与巨新星信号一致,可以被将来的观测进一步检验,一旦得到验证,将是中子星并合过程合成重元素的观测证据。LAMOST解开太阳系外行星轨道之谜不同观测方法每年发现系外行星的个数。近几年来,LAMOST在开普勒卫星观测天区得到了数万条光谱,其中包括数百个行星的宿主恒星。通过与其他高精度方法的比较论证,发现LAMOST光谱对恒星基本属性的测量结果非常可靠,达到相当高的精度,可以用来解开太阳系外行星轨道偏心率的谜题。国家天文台兴隆基地实现与“墨子号”天地对接兴隆地面站星地对接再次验证(摄影 / 陈颖为)。量子科学实验卫星“墨子号”是中国科学院空间科学先导专项首批科学实验卫星之一,中科院国家天文台兴隆观测基地1米望远镜作为量子科学实验卫星重要通信地面站承担了多项测试实验和天地一体化实验任务。8月16日凌晨“墨子号”发射成功后,卫星进入了在轨测试阶段。对全国布站的5个量子通信地面光学站而言,完成天地一体化实验的最大难度为星-地光路的对准,即要求卫星发射的光子准确到达预定的地面光学站,让天上的“针尖”对上地面的“麦芒”,而“针尖”始终处于高速飞行状态,能否实现“针尖对麦芒”的高精度天地对接是天地一体化实验的重要基础。国家天文台发现活动星系核中罕见的X射线准周期振荡现象M87星系喷流。为了在活动星系核中寻找到新的高置信度的高频准周期探测,研究人员对一个窄线赛弗特1类型活动星系核样本的X射线观测数据分析,系统地搜寻了它们的高频准周期振荡信号。该研究还对目前有高频准周期振荡信号的恒星级质量黑洞和超大质量黑洞进行了分析,发现高频准周期振荡倾向于出现在具有高吸积率的吸积系统中,此发现将有助于相关理论模型的限制。上海天文台提出X射线双星中的中子星半径下限中子星想象图。中子星是除黑洞之外密度最大的星体。大质量恒星在演化晚期以超新星爆炸的形式告别世界,最后残余的星体大多由中子构成,整颗星也因此被称为中子星。研究人员提出并首次应用“毫赫兹准周期振荡给出中子星半径下限”的方法,给出了一个X射线双星4U1636-53中的中子星半径大于11公里的限制,该工作为将来使用下一代X射线时变观测卫星测量更加紧致的中子星半径开辟了新视角。国家天文台利用开普勒星震数据校正LAMOST恒星表面重力R136a1是目前在巨大质量恒星列表中已知质量最大的恒星,位于大麦云的恒星生成区。研究人员将“开普勒”望远镜星震学数据与LAMOST得到的光谱学参数结合起来,测定了数千颗恒星的精确物理参数,显著改善了恒星表面重力的精度。经计算表明,对于一颗典型的有效温度为4000K的K型巨星,将LAMOST数据应用此关系可以改正最多高达3倍的表面重力系统误差,以及高达58%的半径误差和距离误差。因此该研究对利用LAMOST精确测定大样本恒星在银河系中的位置和运动速度,以及据此开展的银河系结构和动力学研究来说至关重要。紫金山天文台在银河系结构研究中取得进展银河系原来普遍认为可能类似旋涡星系M51(A),现在看来可能像旋涡星系NGC1232(B)。研究者利用美国甚长基线干涉阵(VLBA),发现了一条连接银河系本地臂和人马臂的很长的旋臂次结构,其长度约12000光年;同时,新的结果表明本地臂长度已经超过20000光年,大约是以前普遍接受尺度的4倍;另外,发现天鹅座方向的各个恒星形成区其实处于不同的距离上,最大相差超过13000光年,由于视线的投影效应使得它们看起来在同一个恒星形成复合体。这些研究结果表明银河系不大可能是原来普遍认同的主要由主旋臂组成,而其更可能是有着丰富次结构的旋涡星系。上海天文台在顶部电离层模型改进研究中取得进展空间站拍摄的极光。电离层是构成地球大气的一个重要部分,当中存在着相当多的自由电子和离子,能够使无线电波改变传播速度,发生折射、反射和散射。对电离层的研究不仅是探索地球外部空间环境的重要课题之一,也是进行无线电通讯、广播、导航和雷达定位等人类通讯活动的必要需求。在过去的两年内,研究人员尝试通过引入掩星探测计划“COSMIC”提供的掩星观测资料,从中分析提取标高Hsc信息,对IRI顶部电离层廓线进行约束,从而提高IRI模型的精度,使其计算得到的顶部电子密度更接近真实的电离层情况。紫金山天文台利用引力波信号对爱因斯坦弱等效原理进行高精度检验引力波想象图。美国激光干涉引力波天文台(LIGO)科学合作组织于1016年初宣布人类第一次直接探测到了引力波,自此引力波研究宇宙的窗口被正式打开。研究团队指出,引力波及其电磁对应体信号的联合探测有望把后牛顿参数γ的差值上限限制到10-10量级。这一结果比之前相关限制至少提高了1个量级,而且比超新星1987A的多信使检验结果提高了7个量级,从而进一步证明了爱因斯坦等效原理假设的正确性。紫金山天文台等发现原恒星质量外流中高速旋转的“子弹”NGC1333恒星形成区中具有变星特征的原恒星SVS13进行了观测研究恒星形成区NGC 1333。恒星形成于致密寒冷的分子云核之中。在恒星形成与早期演化的过程中,必然伴随着大量的角动量流失。但如此多的角动量是如何转移到系统外界的?这就是在恒星形成领域长期困扰大家的“角动量难题”。研究对NGC 1333中具有变星特征的原恒星SVS13进行了观测研究。SVS13驱动了目前已知的最高速度的分子质量外流;这个分子外流由一串高速的“子弹”组成。基于SMA高分辨率的观测,该团队首次发现这些“子弹”具有清晰的旋转结构。这些旋转的“子弹”所携带的角动量极其可观,可以高效、迅速地将原恒星系统中的角动量释放到外界。这个发现将有助于解决困扰大家已久的“角动量难题”,并印证了质量外流在恒星形成过程中不可或缺的作用。上海天文台等提出选择M型巨星的新方法人马座星流被银河系吸积的示意图。LAMOST第一次释放数据中证认的M型巨星和M型矮星,研究团队地将LAMOST的数据与国际上空间红外巡天WISE和2MASS的数据综合起来,提出了更好的选取M型巨星的条件,该条件的使用极大地减少M型矮星、K型巨星以及类星体的污染。此外,他们还基于M型巨星,对人马座星流进行了轨道研究,填补了前人轨道研究的空缺,发现星流的痕迹延伸至银河系外围边缘,且很可能仍然处在演化中。科学家在超大质量黑洞吞噬恒星引发的爆发事件中探测到“新生”射电喷流活动星系及其延伸的射电喷流。射电天文学家前所未有地在一起罕见的超大质量黑洞吞噬恒星引发的爆发事件中发现了极其致密的射电喷流。理论预测,当恒星运动到超大质量黑洞附近时,在黑洞强大引力场的潮汐力支配下,整个恒星会被“撕裂”成气体流,其中约一半质量的气体会被黑洞捕获后环绕黑洞形成一个吸积盘。在此过程中释放出大量的引力能,一部分转化为电磁辐射,导致在几乎整个电磁波谱上都出现强烈的爆发现象。在某些特定的物理条件下,黑洞和吸积盘系统会将部分物质以接近光速的速度抛射出去,形成喷流。Swift J1644+57是一颗距离银河系约47亿光年的星系,2011年3月观测到一次剧烈的爆发事件,它是第一个据信存在高速相对论性喷流的超大质量黑洞潮汐瓦解恒星事件,因此对理解宇宙天体之间弱肉强食的残酷竞争非常关键。新疆天文台大质量恒星形成区演化阶段的化学示踪研究获进展恒星形成区S106。大质量恒星形成过程的化学研究已成为恒星形成研究的一个热点领域。其中一个重要议题就是找到合适的化学方法示踪大质量恒星区的演化阶段,即化学时钟。科研人员得到的积分强度比和丰度比变化幅度更大,能更好地示踪大质量恒星形成区的演化阶段。紫金山天文台高精度直接测量引力波速度引力波想象图。日,在LIGO引力波探测器成功探测到GW150914后大约0.4秒,Fermi卫星上搭载的伽马射线暴监视器探测到了一个持续约1秒的微弱伽马射线暂现源。尽管还存在一定的争议,但Fermi/GBM的一个专门的数据分析小组认为这个信号的显著性达到3倍标准差,它在时间与空间上与GW150914也基本吻合,极有可能成协。本研究对该成协的物理意义进行了深入探讨,如果GW150914与Fermi-GBM的伽玛射线信号的成协是真实的,那么这是人类首次对引力波的速度做出高精度直接测量。科学家发现磁重联精细结构及其演化磁重联,是方向相反的磁力线相互靠近、断开再重新连接的现象。它在无垠宇宙中所有磁化等离子体系统中扮演着十分重要的角色。在天体物理研究中,它常被用来解释多种天文现象,但直接观测磁重联过程极其困难。本研究首次对发生在太阳暗条和冕环之间的磁重联过程中的精细结构和详细演化进行了直接的观测研究。上海天文台发现富含长碳链分子的云核巨蛇座著名天体:鹰状星云M16。碳是宇宙中含量最丰富的元素之一,是复杂多样的星际分子的重要组成部分。研究对巨蛇座区域内南侧的一个云核进行了碳链分子的搜寻,并在其中探测到了丰富的碳链分子。紫金山天文台揭示银河系卫星星系奇异分布的可能起源银河系卫星星系:大小麦云。卫星星系的奇异速度分布引发了种种解释,包括改变银河系的质量,恒星形成过程对旋转速度的影响,甚至修改冷暗物质模型等。康熙、王蕾、罗煜等人利用目前最大规模的斯隆巡天的星系群样本,研究了类似银河系卫星星系速度分布出现的概率,发现这种情况在星系群中只有1%的可能性。利用数值模拟研究,他们进一步发现出现这种奇异分布其实跟星系群的形成历史有关,大约1%的星系群在其形成过程中只吞食了一个大质量卫星星系,吞食的其他卫星星系质量都偏小,因此形成了类似银河系这样的一个较大的空白区域。卫星星系的奇异速度分布引发了种种解释,包括改变银河系的质量,恒星形成过程对旋转速度的影响,甚至修改冷暗物质模型等。研究人员利用目前最大规模的斯隆巡天的星系群样本,研究了类似银河系卫星星系速度分布出现的概率,发现这种情况在星系群中只有1%的可能性。利用数值模拟研究,他们进一步发现出现这种奇异分布其实跟星系群的形成历史有关,大约1%的星系群在其形成过程中只吞食了一个大质量卫星星系,吞食的其他卫星星系质量都偏小,因此形成了类似银河系这样的一个较大的空白区域。云南天文台确定活动星系核的演化模式赛弗特活动星系 NGC 1097 。活动星系核是活动星系中心一个明亮而又致密的区域,它的辐射几乎涵盖整个电磁波段,从低能的射电波段一直到高能的伽马射线波段。由于射电波段辐射不会受到尘埃吸收的影响,射电光度函数成为研究活动星系核演化的有效工具。然而,由于活动星系核的射电观测样本的不完备和统计方法的局限,计算射电光度函数存在较大的不确定性。袁尊理、王建成等完成的研究工作对揭示超大质量黑洞的密度分布和吸积过程提供了重要依据。活动星系核是活动星系中心一个明亮而又致密的区域,它的辐射几乎涵盖整个电磁波段,从低能的射电波段一直到高能的伽马射线波段。射电光度函数成为研究活动星系核演化的有效工具。然而,由于活动星系核的射电观测样本的不完备和统计方法的局限,计算射电光度函数存在较大的不确定性。此研究工作对揭示超大质量黑洞的密度分布和吸积过程提供了重要依据。看热闹,待续 ~视频 /周昆 编辑/怀尘CN AChineseNationalAstronomy中国国家天文(微信号:chineseastronomy)《中国国家天文》杂志由国家天文台主办。本刊面向广大公众,关注天文与人文,提供科学性、文化性、艺术性兼备的天文学内容及文化生活。我们不仅行走于路,亦飞翔于心,中国国家天文愿与你一同守望宇宙星辰。新媒体投稿: 纸刊订阅请冾:
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