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01-01 00:00
本研究构建了一个紧凑的监督学习框架,用于对中子星状态方程(EOS)家族进行分类。模型利用从中子星宏观性质(如质量、半径)和振荡模式(如f模频率、阻尼时间)等七个可观测特征,训练多层感知机来推断其内部物质成分(核子物质、奇异物质、暗物质混合或超子物质)。在测试集上,分类器准确率达到97.4%。特征重要性分析表明,与振荡相关的量(尤其是f模频率和阻尼时间)具有最强的判别能力。该研究为利用机器学习从有限观测数据中可靠识别中子星物质成分提供了可复现的基准。
中子星物质机器学习分类状态方程振荡模式引力波天体物理
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01-01 00:00
本研究利用N体模拟代码GADGET-4,首次在银河系尺度暗晕形成过程中,系统模拟了受“火箭效应”(由各向异性引力辐射产生的反冲力)影响的宇宙弦环的捕获与分布。通过引入受恒定反冲力作用的示踪粒子来模拟弦环,并考虑一系列与火箭加速度成反比的弦环长度参数$\xi$,模拟从红移$z=127$至$z=0$的晕形成过程。研究发现,被捕获的弦环数量在$\xi_{\textrm{peak}}\simeq 12.5$处存在一个显著峰值,这是小$\xi$(强火箭力导致弹射)与大$\xi$(弦环本征丰度下降)之间竞争的结果。对于基准的弦张力,晕内可存在约$\mathcal{O}(10^6)$个弦环。此外,弱火箭力的弦环分布与暗物质高度一致,而较强火箭力但仍被捕获的弦环(尤其是峰值$\xi_{\textrm{peak}}$附近最丰富的那些)则显著向晕中心区域聚集。
宇宙弦环火箭效应n体模拟暗晕形成结构形成引力辐射
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本研究使用RHybrid离子动力学-电子流体代码,模拟了无磁场类地行星与太阳风的全球等离子体相互作用。通过改变全球电离层发射率,量化了行星离子(O⁺和H⁺)逃逸率与太阳风离子(H⁺)沉积率。计算结果表明,在典型太阳风条件下($v_{sw} = 400 \ km \ s^{-1}$,$n_{sw} = 5 \ cm^{-3}$),太阳离子沉积率可能与行星离子逃逸率相当,导致大气在十亿年内质量损失小于3%。这暗示地球的固有磁场可能并非维持其大气的必要条件。
行星大气逃逸太阳风相互作用等离子体模拟无磁场行星电离层发射rhybrid代码
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01-01 00:00
南极地区因其每年数月的连续黑夜,是开展时域天文观测的理想场所。为应对极地极端低温、无人值守等挑战,研究团队基于漂移扫描CCD技术,设计并研制了南极天目原型望远镜。该18厘米口径的原型机于2022年10月运抵南极中山站,已在严寒环境中稳定可靠运行超过两年,验证了该技术在极地天文观测中的显著优势。其观测结果为后续在南极构建覆盖天区广、采样频率高、凝视时间长、多波段同步测量的时域天文观测阵列提供了坚实基础。
南极天文时域天文漂移扫描原型望远镜极地观测
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01-01 00:00
本文系统介绍了部署于南极中山站的18厘米口径“南极天目”原型望远镜的试运行数据、数据处理流程及初步数据产品。核心数据处理流程包括数据预处理、仪器效应校正、天体测量解算和全视场测光。以Gaia DR3为参考星表,其天体测量位置误差均方根优于约2角秒,验证了系统的观测能力。在30秒曝光下,G波段探测极限达15.00星等,对亮于14.00星等的恒星,测光误差普遍低于0.1星等。
南极天文时域巡天数据处理测光天体测量原型望远镜
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研究团队利用鲁宾天文台数据预览1(DP1)发布的近紫外至近红外 $ugrizy$ 测光数据,估算了南银纬三个约1.1平方度天区内 $r<24$ 的蓝主序星的距离与金属丰度。与TRILEGAL星系模型模拟相比,在 $22 < r < 24$ 星等范围内观测到的蓝主序拐点星数量显著偏低。这一差异表明,在距银心10-50千秒差距处,银河系晕的恒星数密度分布轮廓比经典假设的 $\sim 1/r^3$ 轮廓更为陡峭。该发现与先前对更明亮但稀少的演化恒星种群以及北天区蓝主序星铅笔束巡天的观测结论一致,预示鲁宾天文台未来的时空遗产巡天(LSST)在探索银河系晕方面潜力巨大。
银河系晕恒星测光距离测量鲁宾天文台数密度轮廓蓝主序星
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本文提出了一个面向2040年代的科学目标,旨在通过下一代宽视场光谱巡天,将活动星系核(AGN)中吸积盘与X射线冕的物理过程,与其星云区和星系周介质(CGM)的性质联系起来。核心方法是利用非线性Lx-Luv关系及其偏离(ΔαOX),并将宽窄发射线及CGM星云作为电离光谱能量分布的“量热计”,以追踪不同的吸积“状态”。观测策略包括对10^4-10^5个AGN进行静止坐标系UV/光学光谱观测、对子样本进行时域反响映射、协调X射线覆盖,以及对CGM发射线(包括Hα和Lyα)进行宽视场积分视场单元(IFU)成图。基于此,研究提出了对欧洲南方天文台(ESO)未来设施的要求:一台专用的、宽视场、高复用率、具备时域灵活性和角分尺度IFU能力的光学-近红外光谱望远镜。
活动星系核星系周介质宽视场光谱吸积物理电离外流观测策略
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本研究利用新生成的镧系元素原子谱线数据,对千新星AT 2017gfo的光谱进行建模分析。研究发现,其光球相光谱要求镧系元素的质量分数仅为约$2.5 \times 10^{-3}$,比先前研究声称的数值低了20倍。这一重大修正源于更完整的原子谱线信息,能更准确地评估重元素对观测光谱的总贡献。研究强调了利用先进原子数据对理解r-过程核合成的重要性。
千新星r-过程核合成镧系元素光谱分析天体物理
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01-01 00:00
本文回顾了自Sverre Aarseth开创性工作以来,天体N体模拟代码从NBODY1到NBODY7的演进历程。重点描述了该领域如何通过向量化、并行化、GRAPE和GPU加速等技术实现快速发展,并催生了NBODY6++GPU、NBODY7以及PETAR、BIFROST等新代码。文章强调了开源协作与持续维护在科学软件发展中的核心作用,体现了该领域在创始人精神引领下的蓬勃生机。
n体模拟天体动力学数值方法高性能计算科学软件代码传承
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本研究探讨了超轻暗物质(ULDM)中短暂的自相互作用阶段对宇宙学的双重影响。通过引入四次自相互作用,标量场在早期经历了一个短暂的类辐射相,随后演化为类物质行为,从而在早期宇宙膨胀历史中引入了局域修正。研究建立了一个微扰且模型无关的框架,将自相互作用能量密度参数化为总能量预算的局域贡献。在此框架下,声波视界和线性增长因子的响应可表示为对宇宙时间的加权积分,其核函数分别编码了不同观测量的时间敏感性。分析表明,这种结构导致了一个简单的解析关系,将早期和晚期的响应联系起来,并自然地预测了 $H_0$ 和 $S_8$ 的相关偏移,其符号和大小取决于自相互作用事件发生的时间。结果表明,膨胀历史的单一瞬态修正可以在统一的物理框架内,内插于对声波视界的早期影响和对结构增长的晚期抑制之间,为它们的联合响应提供了分析性理解。
超轻暗物质宇宙学张力结构形成自相互作用膨胀历史微扰理论
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COBIPLANE光学测光巡天旨在通过观测费米卫星未认证的伽马射线源,搜寻新的“蜘蛛”型密近双星毫秒脉冲星。该巡天将搜索范围扩展至银河系低纬度区域(±3°),比前序巡天更接近银道面。研究团队在5个4FGL源的位置发现了光学变源,其光变周期(0.2-0.44天)和光度温度(4000-6000 K)与“红背”蜘蛛脉冲星伴星特征一致。结合其光学光变曲线形状及X射线特性(如4FGL J1748.8-3915的X射线光度约为 $1.5 \times 10^{32} \ (D / 3.9 \ \mathrm{kpc})^2 \ \mathrm{erg} \ \mathrm{s}^{-1}$),这些系统被归类为新的蜘蛛脉冲星候选体。
密近双星毫秒脉冲星光学巡天伽马射线源蜘蛛脉冲星银道面
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本研究探讨了在嵌入超大质量黑洞的致密星团中,恒星轨道动力学的复杂相互作用。除了恒星间的引力碰撞和物理碰撞外,研究重点分析了恒星与周围吸积盘之间的流体动力学相互作用。这些过程共同塑造了恒星分布、影响中心黑洞的吸积,并产生可观测现象。研究还指出,吸积介质的自引力会调制系统的长期演化,增加了动力学的复杂性。
恒星动力学吸积盘超大质量黑洞核星团轨道演化流体动力学
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本研究利用盖亚(Gaia)和VVV巡天数据,构建了一个包含位置、距离、自行运动和金属丰度六维信息的银河系天琴座RR型变星(RRab)样本。通过应用经过优化的层次聚类算法,研究团队在银河系盘面和核球区域搜寻具有相似物理特性的恒星群。该方法成功识别出多个与已知球状星团相关的RRab星群,并首次基于RR Lyrae测定了BH 140和NGC 5986的距离。此外,还发现了数十个由2-3颗RRab星组成、距离可达约25千秒差距的小型星群,它们未与任何已知球状星团关联,但在所有六维参数上均呈现球状星团特征分布,是后续光谱观测以验证其共动性的重要目标。
球状星团rr lyrae变星层次聚类银河系结构天体测量恒星示踪
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本研究利用VIMOS/IFU光谱数据,对本地群中孤立矮星系Leo A的西南部HII区域进行了空间分辨分析。研究发现,该区域的电离结构呈分层分布,由星云中心的年轻星团驱动。通过直接法测得其金属丰度为$12+\log(\mathrm{O/H})=7.29\pm0.06$,处于质量-金属丰度关系的低质量端。化学演化模型表明,在持续气体吸积下,无论是“泄漏箱”模型还是“气体调节器”模型,都能成功再现Leo A在过去100亿年间的恒星质量增长和金属富集过程。这些结果与SagDIG星系相似,共同支持了当前Leo A的演化主要由恒星反馈过程主导,并通过质量损失机制与吸积事件的结合,维持了其气体平衡状态。
矮星系电离气体化学演化恒星反馈金属丰度vimos/ifu
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本研究利用北天极巡天(NCCS)的V波段测光数据,对北天极附近3度范围内的星系进行了低红移光谱巡天,旨在为天籁射电干涉阵列的21厘米中性氢强度映射观测建立一个红移空间模板。巡天共获得了898个星系的红移,其数密度和成团性与其他低红移巡天结果一致,并从中识别出11个候选星系团。该模板将有助于从21厘米信号中更精确地提取宇宙学信息。
红移巡天中性氢21厘米观测宇宙学星系团天籁项目
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本研究利用哈勃太空望远镜的紫外光谱数据,分析了仙女座星系(M31)中20条视线方向的星际尘埃消光曲线。研究发现,2175Å消光峰(尘埃的“指纹”特征)的强度和中心波长存在巨大差异,其中两条视线方向上该特征几乎消失。星系平均消光曲线与银河系不同,其$R_V$值约为3.53,最高可达~5.8。这些结果为理解不同星系环境中尘埃的组成、尺寸分布及其空间变化提供了关键的新约束。
星际尘埃消光曲线仙女座星系紫外光谱尘埃成分
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本研究为包含磁流体动力学(MHD)风的一维开普勒吸积盘提供了格林函数解。模型假设盘黏度随半径变化为 $\nu \propto r^{n}$,并考虑了三种内边界条件。研究发现,在无风情况下,内边界吸积率随时间衰减为 $t^{-3/2}$($n=1$),与经典理论一致;而MHD风的存在会加速衰减。通过引入无量纲参数 $\psi$ 表征垂直应力强度,模型成功应用于原行星盘演化。结果显示,盘寿命随 $\psi$ 增大而缩短,且当 $\psi > 1$ 时,强磁驱动风将主导内边界附近的物质流动,边界条件影响可忽略。该框架为研究含风吸积盘的长期演化提供了通用工具。
吸积盘磁流体动力学风格林函数原行星盘演化盘黏度
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本研究针对快速射电暴(FRB)研究中的关键参数——色散量(DM)的估计问题,开发并比较了三种深度学习模型:传统卷积神经网络(CNN)、微调的ResNet-50以及混合CNN-LSTM模型。这些模型在基于CHIME/FRB规格生成的大规模合成动态谱数据集上进行训练与验证。结果表明,混合CNN-LSTM模型在研究的DM范围内实现了最高的估计精度和稳定性,同时保持了较低的计算成本。该方法为未来大规模FRB巡天中实现实时、数据驱动的DM估计提供了一条可扩展的技术路径。
快速射电暴色散量估计深度学习卷积神经网络长短期记忆网络射电天文
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本研究在内部碰撞诱导磁重联与湍流(ICMART)模型框架下,模拟了同步自康普顿(SSC)辐射谱。通过调节磁化参数$\sigma_0$等关键物理量,研究了其对电子分布和磁场强度的调控作用,进而塑造宽带谱能量分布。典型谱由同步辐射(峰值在$E_{\rm p}$,低能谱指数$\alpha$介于-1至-1.5)和SSC分量(峰值在$E_{\rm ssc}$)组成,高能区受Klein-Nishina抑制呈指数截断。两分量的流量比Y至关重要,Y值较小时SSC峰会被抑制。同步辐射的谱特征揭示了物理条件:较硬的谱($\alpha\sim-1$)对应较大的Y和强KN抑制。研究发现Y与$\sigma_0$呈正相关,这与内部激波模型的预测相反。应用于破纪录伽马暴GRB 221009A,模型表明$\sigma_0\leq20$即可重现其MeV-TeV能段的观测。该研究凸显了联合MeV-TeV观测在探究伽马暴辐射机制中的价值。
伽马射线暴同步自康普顿辐射icmart模型磁重联高能天体物理grb 221009a
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本研究通过对Seyfert 1型活动星系核Mrk 1040长达15年(2009-2024年)的多波段X射线观测,系统分析了其光谱和时变特性。研究发现,该源表现出显著的谱变与时变,揭示了其中心超大质量黑洞附近吸积状态的转变。早期观测到的软超量成分被证实与一个温暖的扩展康普顿化冕($kT_{\rm e,warm} \sim 0.26$ keV,$R_{\rm warm} \sim 30~r_g$)相关,而后期该成分减弱或消失,可能与电离吸收增强、暖冕区本身减弱或内盘部分截断有关。软、硬X射线流量之间的强相关性表明它们可能源于一个共同的多层康普顿化结构,该结构在2013年后演化为一个更致密且热稳定的冕。同时,铁K$\alpha$线强度和本征柱密度$N_H$的变化,反映了冕的几何结构、吸积流动力学以及周围团块状吸收体的动态响应。基于TCAF模型,估算其黑洞质量为$M_{\rm BH} = (4.50 \pm 1.62) \times 10^7~M_\odot$。
活动星系核x射线天文吸积物理黑洞冕光谱时变超大质量黑洞
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高能天体物理中微子的起源仍是未解之谜。此前研究提示活跃星系核(AGN)的硬X射线与高能中微子发射可能存在线性相关。新的NuSTAR观测显示,位于IceCube中微子热点内的耀变体PKS 1424+240的硬X射线亮度远低于预期。研究发现,同一热点内的邻近赛弗特星系NGC 5610的硬X射线通量比PKS 1424+240高约一个数量级。若按硬X射线发射比例分配局部中微子通量,两者均符合先前提出的X射线-中微子相关性。这表明某些IceCube热点可能是多个AGN的未分辨混合体,支持高能中微子与硬X射线源自相同强子相互作用的多信使场景。
高能中微子活跃星系核多信使天文学硬x射线icecube赛弗特星系
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01-01 00:00
本研究利用TESS卫星的光度数据,首次在近距双星系统HD 329379中探测到一种新型脉动模式——潮汐双极脉动。该大质量β Cephei脉动变星的脉动轴与双星系统的潮汐轴对齐,其脉动振幅在恒星的两个潮汐极(拱点)附近显著增强,呈现出被潮汐力“捕获”的典型四极脉动特征。这一发现将潮汐倾斜脉动星家族从δ Scuti和亚矮B型星扩展到了更大质量的β Cephei变星,为探究大质量恒星内部结构、演化状态以及脉动与强潮汐扭曲的相互作用提供了全新视角。
恒星脉动双星系统β cephei星潮汐作用天体物理tess卫星
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01-01 00:00
本研究利用一维蒙特卡洛辐射转移程序TARDIS,模拟了Iax型超新星SN 2020rea在峰值前后(-7至+21天)的光谱演化。最佳拟合模型显示,早期喷出物存在速度依赖的丰度分层结构,成功复现了大部分观测光谱特征。随着超新星演化,喷出物从分层结构逐渐转变为更均匀的组成,这与预测完全混合喷出物的纯爆燃模型不同。结果表明,当前纯爆燃模型无法完全解释SN 2020rea等Iax型超新星的起源与光谱特性,需进一步研究。
超新星光谱丰度分层辐射转移模拟iax型超新星天体物理
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H.E.S.S.合作组通过目标机遇观测,首次在甚高能(>100 GeV)波段探测到红移约0.991的耀变体PKS 0346-27,打破了红移大于1的耀变体在该波段未被探测的记录。多波段联合观测显示,其甚高能辐射可能由质子同步辐射主导的强子过程产生,喷流瞬时功率甚至可能超过爱丁顿极限。这一发现对研究甚高能耀变体种群的宇宙学演化及河外背景光特性具有重要意义。
耀变体甚高能伽马射线河外背景光多波段观测强子模型宇宙学演化