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学霸从数学建模开始

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第五十章 寻找志愿者(1 / 2)
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2021年12月3日,天格计划的GRId-02天文立方星载荷观测到的宇宙伽马射线暴事例GRb A及其物理分析的论文在线发表在《美国天体物理学报》(the Astrophysial)上。南京大学与清华大学天格团队合作完成了这次天格观测数据的处理和物理分析。这是天格计划首篇正式发表的伽马暴科学观测结果,也是国际上同类微纳卫星(指质量小于10千克、具有实际使用功能的卫星)伽马暴探测项目中,首例取得科学发现和论文发表的伽马暴事例。这项工作表明该类微纳卫星在空间天文粒子探测、前沿天文科学观测等方面具有广阔的应用前景。

“天格计划“是一个以本科生学生团队为主体的空间科学项目,其主要科学目标为寻找与引力波、快速射电暴成协的伽马暴以及其它高能天体物理瞬变源。其特色是利用立方星(分米级别的小卫星模块)平台,搭建由多个小卫星组成的全天伽马射线暴监视网络,用以探测和定位伽马射线暴等天体瞬变源。相比于综合型、高功率的大型卫星,如美国航空航天局(NASA)将于2021年底发射的质量高达6.2吨、成本已逾数百亿美元的詹姆斯·韦伯空间望远镜(JwSt),立方星具有模块化、低成本、短周期的特点,能够实现大卫星无法实现的快速发射、多颗组网、全天覆盖,还可以降低风险与成本。天格计划预计利用10-24颗立方星在500-600公里的近地轨道进行组网,在201络对该宿主星系进行了后随观测,在观测图像中该宿主星系候选者清晰可见,从而进一步证实了本文的结论。

本研究工作由南京院硕士研究生王翔煜领衔完成,清华大学天格团队郑煦韬同学、中科院高能物理研究所肖硕同学等分别带领研究团队合作完成了GRId-02、GEcAm、hxmt等科学数据的分析处理。南京大学多个院系的多位本科生和研究生参与了相关的科学分析,包括杨俊(天文学院博士研究生)、刘子科(天文学院硕士研究生)、杨雨涵(天文学院博士研究生)、邹金航(天文学院联合培养硕士研究生)、陈国银(天文学院本科生)、倪阳(天文学院本科生)、张子键(天文学院本科生)、吴雨暄(天文学院本科生)、邓云未(天文学院本科生)、马永昶(天文学院本科生)、蒙延智(天文学院博士后),王培源(匡亚明学院本科生)、许晟(天文学院本科生)、尹一涵(物理学院本科生)、张廷钧(匡亚明学院本科生)、张钊(天文学院硕士研究生)等。南京大学张彬彬老师、清华大学曾鸣老师、中科院高能物理所的熊少林老师为该文的通讯作者。清华大学、中科院高能物理所、河北师范大学、广西大学等多位专家学者共同参与了这一研究工作。本工作得到国家自然科学基金、科技部重点研发计划、江苏省双创计划、中央高校基本科研业务费专项资金、双一流大学建设经费,南京院、以及南京大学双创办公室的多项基金和机构的支持。

自行是恒星横越天球的总运动量,是通过比较更遥远的背景天体位置确定出来的。虽然天仓五每年的移动量只有2弧秒以下,它被认为是一颗有着高自行的恒星,需要数千年的时间,位置的移动才会超一度,高自行是距离靠近太阳的一个证据。邻近的恒星比遥远的背景恒星可以更快速的在天球上横越而过,也是研究视差的良好候选者。在天仓五的案例中,经由视差测量得到的距离是11.9光年,使他成为邻近太阳的近距离恒星表中的一员,是继南门二之后最靠近的G-型恒星。

径向速度是一颗恒星接近或远离太阳的运动,与自行不同的是恒星的径向速度不能直接观察到,而必须透过观察恒星的光谱来测量。由于多普勒位移,如果恒星远离观测者而去,光谱中的吸收谱线会向红色方向偏移(或是往更长波长的方向),反之接近的会向蓝色方向偏移(或是往更短波长的方向)。在天仓五的例子中,径向速度大约是?17 公里\/秒,负值表示他是朝向太阳运动。[1]

天仓五的距离,与它的自行和径向速度结合在一起,可以计算这颗恒星通过空间的运动,相对于太阳的空间速度大约是37 公里\/秒。这个结果可以用来计算天仓五穿越银河的轨道路径,它的平均银心距离是9.7千秒差距(32,000光年),轨道离心率则是0.22。[2]

物理性质

天仓五这个系统应该只有一颗伴星,有一颗可能受到重力束缚的黯淡伴星被观测到,但是与主星的距离远达10弧秒。没有天体位置测量或迳向速度的摄动被曾经被侦测到,因此认为没有足够大的伴星,像是“热木星”的天体在邻近的轨道上运行,任何可能存在绕着天仓五运行的气体巨星,距离都会比木星要远。

有关于天仓五的已知物理特性都来自分光镜的测量。通过光谱和恒星演化模型的比较,能够估计天仓五的年龄、质量、半径和发光度。不过,透过天文干涉仪,相当准确的行星半径量度可以直接做到。天文干涉仪展开一条长基线所丈量的角度远较传统天文望远镜所能解析的为小。透过这种手段,天仓五的半径被假设为太阳半径的81.6 ± 1.3%,因此预期它的质量会比太阳略低一些;更早的干涉仪测量建议半径为太阳的77.3 ± 0.4%,但是精确度较低。

自转

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