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星系群中子暗晕的第一次“星系-星系引力透镜”测量
国家天文台计算宇宙学团组李然博士领衔的国际研究团队,在近日的一项研究中首次。通过“星系-星系引力透镜”技术探测到星系群中的子暗晕,并对其质量给出了估计。暗晕的引力场会弯折遥远星系发出的光线,导致观测到的星系发生形变。李然博士领衔的团队,采用了“星系-星系引力透镜”分析方法,利用了国际最新的CFHT/STRIPE82巡天数据,针对大量从Sloan数字巡天中选取的卫星星系,详细分析了其附近背景星系的形状。这一质量要比卫星星系可见物质的平均质量高出约10倍,充分说明了引力透镜信号主要来自卫星星系的宿主暗晕。居于主暗晕中心的大星系称作中心星系。黑色实线代表理论预言的信号。 国家天文台计算宇宙学团组李然博士领衔的国际研究团队，在近日的一项研究中，首次通过“星系-星系引力透镜”技术探测到星系群中的子暗晕，并对其质量给出了估计。该工作即将发表在国际天文学期刊MNRAS上（MNRAS，2014，doi：10.1093/mnras/stt2395，预印本编号arXiv：1311.6523）。
子暗晕的存在是宇宙结构形成理论的一个重要预言。在当前标准冷暗物质宇宙学理论框架下，宇宙的物质组成由冷暗物质主导。暗物质因引力作用而聚集，形成自引力束缚的团块--暗晕。宇宙中最早形成的结构是低质量小暗晕，这些小暗晕在演化中相互合并，逐渐形成大暗晕。在这样的图景中，大暗晕内包含了很多小的暗物质团块，也就是子暗晕。探测子暗晕是对冷暗物质宇宙学模型的重要检验，也会帮助人们更深刻的理解暗物质的性质。
引力透镜是测量暗物质分布的最主要工具。暗晕的引力场会弯折遥远星系发出的光线，导致观测到的星系发生形变。天文学家可以通过研究这些遥远星系的形变来探测暗晕中的物质分布。但由于子暗晕的质量非常小，单个子暗晕的引力透镜效应非常微弱,因此对它们的观测异常困难。
李然博士领衔的团队，采用了“星系-星系引力透镜”分析方法，利用了国际最新的CFHT/STRIPE82巡天数据，针对大量从Sloan数字巡天中选取的卫星星系，详细分析了其附近背景星系的形状。通过统计方法，他们成功提取出这些卫星星系宿主子暗晕产生的信号。测量显示，这些卫星星系的宿主子暗晕的质量约为1011.7太阳质量。这一质量要比卫星星系可见物质的平均质量高出约10倍，充分说明了引力透镜信号主要来自卫星星系的宿主暗晕。此研究结果检验了冷暗物质宇宙学模型的一个重要理论预言。
图1:暗晕和星系关系的示意图。居于主暗晕中心的大星系称作中心星系，一个主暗晕可能包含很多子暗晕，卫星星系则处在子暗晕中。
图2:带误差棒的点代表观测到的引力透镜信号。黑色实线代表理论预言的信号。
2014-01-07
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FAST工程圈梁顺利合拢
2013年12月31日, FAST工程大窝凼施工现场阳光明媚,下午13:36 ,随着国家天文台台长、 FAST工程经理严俊的一声令下,圈梁合拢分块在隆隆的鞭炮声中缓缓起吊,圈梁合拢分块对接过程顺利,整个过程历时30分钟。国家天文台台长、 FAST工程经理严峻,副台长、常务副经理郑晓年, FAST工程总工程师、首席科学家南仁东,贵州省发展和改革委员会副主任张晓萍,以及贵州省、州、县领导和FAST工程技术人员在现场观看了圈梁钢结构合拢全过程。圈梁合拢后,在工程现场召开了FAST工程建设领导小组办公室第八次工作会议。 2013年12月31日，FAST工程大窝凼施工现场阳光明媚。下午13:36，随着国家天文台台长、FAST工程经理严俊的一声令下，圈梁合拢分块在隆隆的鞭炮声中缓缓起吊，圈梁合拢分块对接过程顺利，整个过程历时30分钟。
圈梁钢结构是FAST工程第一个进场安装的设备工程，是FAST工程主体--主动反射面的支撑结构。从2012年4月27日开始，承担圈梁钢结构工程的沪宁钢机股份有限公司精心组织施工，经过8个多月的艰苦奋战，通过整体吊装、汽车吊散装、拔杆拼装等工艺方法，一根根格构柱拔地而起；从2013年6月7日开始，圈梁分块开始拼装，施工单位在现场施工条件非常复杂的情况下，精心设计圈梁吊装方案，不断完善起吊、滑移、安装等工序，将圈梁安装工程一步步推进，使圈梁钢结构终于在2013年12月31日顺利合拢，完成了FAST工程建设的第一个里程碑。
国家天文台台长、FAST工程经理严俊，副台长、常务副经理郑晓年，FAST工程总工程师、首席科学家南仁东，贵州省发展和改革委员会副主任张晓萍，以及贵州省、州、县领导和FAST工程技术人员在现场观看了圈梁钢结构合拢全过程。
圈梁合拢后，在工程现场召开了FAST工程建设领导小组办公室第八次工作会议。
2013-12-31
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新一代厘米-分米波射电日像仪项目顺利竣工
2013年12月31日,国家天文台在内蒙古明安图观测站举行了“新一代厘米-分米波射电日像仪建设竣工现场会” 。新一代厘米-分米波射电日像仪是由财政部支持的国家重大科研装备研制项目,于2009年底正式立项。建设地点为内蒙古自治区正镶白旗明安图镇,建设周期4年。新一代厘米-分米波射电日像仪的顺利竣工,显著提升了我国太阳射电观测的整体实力和国际地位,建成后将在太阳物理研究方面填补多项国际科学空白,有望在太阳剧烈活动的起源和发生规律研究取得原创性研究成果。 2013年12月31日,国家天文台在内蒙古明安图观测站举行了“新一代厘米-分米波射电日像仪建设竣工现场会”。新一代厘米-分米波射电日像仪是由财政部支持的国家重大科研装备研制项目,于2009年底正式立项。建设地点为内蒙古自治区正镶白旗明安图镇,建设周期4年。目前,总共由100面天线组成的高、低频综合孔径阵列已建成。
项目负责人颜毅华研究员对项目研制建设情况做了详细汇报。中国科学院条件保障与财务局重大设施处赵志刚处长、国家天文台郝晋新副台长、汪景琇院士、技术发展部包曙东主任、太阳物理研究部副主任王华宁研究员、项目监理王宜研究员、胡永辉研究员,正镶白旗人大额日德尼敖其尔主任、白旗政府王永军副旗长、及项目组成员参加了会议。报告会后,专家领导现场查看了日像仪设备运行情况,共同按下高、低频阵设备运行启动键,宣告了新一代厘米-分米波射电日像仪的顺利竣工。
日像仪项目自提出以来,受到了国际太阳物理及太阳射电领域专家学者的密切关注。在11月份举行的项目国际评估会上,由叶叔华院士担任评审组组长的国际评审组高度评价了新一代厘米-分米波射电日像仪,一致认为其作为国际太阳物理领域的重要领先设备,将极大地促进太阳物理和射电天文学的发展。
新一代厘米-分米波射电日像仪的顺利竣工,显著提升了我国太阳射电观测的整体实力和国际地位,建成后将在太阳物理研究方面填补多项国际科学空白,有望在太阳剧烈活动的起源和发生规律研究取得原创性研究成果。此外,还将提升我国在太阳活动预报方面的能力,为航空、航天、卫星通讯和国防建设等提供有力保障。
专家领导共同按下高、低频阵设备运行启动键
全体与会人员合影
2013-12-31
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国内首次探测到太阳系外行星热辐射并研究其大气性质
太阳系外行星的研究重心已经从最初的样本积累慢慢转变到对行星的天体物理性质的研究。其中,系外行星大气是目前人类唯一能探测到的部分。研究行星大气已成为热门课题,同时也是难点课题。行星温度偏低,主要辐射集中在近红外NIR和红外IR波段,要研究其大气需要NIR 、 IR或者空间望远镜设备。由于缺乏这样的先进设备,国内虽在系外行星的搜寻方面紧跟国际步伐,但是在大气观测方面却比较落后。国家天文台开展的“有偿使用国外望远镜时间计划( TAP ) ”为国内该领域的研究提供了必要条件。小插图是行星大气的温度-压强轮廓。 太阳系外行星的研究重心已经从最初的样本积累慢慢转变到对行星的天体物理性质的研究。其中,系外行星大气是目前人类唯一能探测到的部分。研究行星大气已成为热门课题,同时也是难点课题。行星温度偏低,主要辐射集中在近红外NIR和红外IR波段,要研究其大气需要NIR、IR或者空间望远镜设备。由于缺乏这样的先进设备,国内虽在系外行星的搜寻方面紧跟国际步伐,但是在大气观测方面却比较落后。国家天文台开展的“有偿使用国外望远镜时间计划(TAP)”为国内该领域的研究提供了必要条件。
国台副研究员王炜、研究员赵刚与马普天文所合作者van Boekel博士、Henning教授,耶鲁大学Madhusudhan博士等人合作,利用TAP项目获得了CFHT的宽视场近红外相机(WIRCam)10小时的观测时间。他们在2012年3月2日和4月10日分别在Ks和H波段观测了致密的、热“木行星”WASP-43b,并成功测量了其在H和Ks波段其二次掩食的食深(次食的食深可近似认为是行星和恒星亮度的比值),进一步估算了该行星的亮温度,约为1850K,非常热。通过与模型预言对比,王炜等人认为该行星存在逆温层的可能性不大,且其白天半球和夜晚半球之间的能量交换很小(<25%)。该项研究成果已于近期发表于国际著名天文期刊《Astrophysical Journal》。
热木行星与其主星的亮度比(即次食深度)在NIR波段约为0.1%,需要很高的测光精度。要实现这一目标,需要稳定的设备、完备的观测计划、亮度接近的参考星、细致的数据处理和分析手段。王炜领导的团队在该项研究中获得了约0.03%的相对测光精度,这在国内尚属首次,在国际上处于一流水平。
WASP-43b行星系统比较特别,其公转周期很短(0.81天),在拥有“热木星”的主星中质量最小(0.6倍太阳质量),温度最低(4400K),行星温度高(1850K),然而行星密度很大,约为木星密度的两倍。
图1:Ks波段的光变曲线,黑色数据点是实测相对流量及其误差,红色曲线是与观测吻合的最好的理论光变曲线。掩食深度约0.196±0.029%。
图2:行星与恒星亮度的比值图,其中蓝色点是该项工作的测量值,红色点是来自Gillon 等(2012)年的工作,绿色点是理论光谱换算成对应的测光数据的值。黑色曲线是理论光谱,其中左边图是假设太阳丰度比,右边假设金属丰度相对于太阳超丰5倍。小插图是行星大气的温度-压强轮廓。
2013-11-29
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郭守敬望远镜（LAMOST）捕获28颗白矮-主序双星
国家天文台博士任娟娟、国家天文台研究员罗阿理等人从LAMOST先导巡天的光谱数据中搜寻出28颗白矮-主序双星。
这表明我国自主研发的大型巡天设备LAMOST望远镜已完全具备独立搜寻白矮-主序双星的能力。
任娟娟等人选取光谱质量较好的10颗白矮-主序双星作为研究对象。
并测量了双星中白矮星成分的冷却年龄、伴星的光谱型和视向速度。
并最终发现其中2颗具有强的共包层后双星候选体(共包层后双星是激变变星和Ia型超新星的前身。
白矮-主序双星是一种非常有趣的双星系统。
图为LAMOST发现的白矮-主序双星光谱示例图及光谱分解图。 近期,国家天文台博士任娟娟、国家天文台研究员罗阿理等人从LAMOST先导巡天的光谱数据中搜寻出28颗白矮-主序双星,其中19颗为LAMOST最新发现的白矮-主序双星。这表明我国自主研发的大型巡天设备LAMOST望远镜已完全具备独立搜寻白矮-主序双星的能力。同时,任娟娟等人选取光谱质量较好的10颗白矮-主序双星作为研究对象,测量了DA白矮星和M矮星的恒星大气参数、质量和半径,并测量了双星中白矮星成分的冷却年龄、伴星的光谱型和视向速度。结果表明这10颗双星样本中多数包含热的白矮星和早型M伴星。并最终发现其中2颗具有强的共包层后双星候选体(共包层后双星是激变变星和Ia型超新星的前身,对研究共包层演化具有重要意义)。2013年7月,这一重要科研成果被国际著名天文期刊《Astronomical Journal》接收。
白矮-主序双星是一种非常有趣的双星系统,它由两颗主序星演化而来,包含了中低质量恒星演化的终点——白矮星,以及宇宙中数量非常之多的M矮星。LAMOST的这一重要发现使得白矮-主序双星的数目有了显著增加,为后续相关研究工作奠定基础。
图为LAMOST发现的白矮-主序双星光谱示例图及光谱分解图
2013-08-21
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郭守敬望远镜（LAMOST）发现70颗白矮星
国家天文台副研究员赵景昆、国家天文台研究员赵刚、罗阿理、美国弗罗里达技术研究所物理与空间科学系教授T.
利用LAMOST先导巡天的光谱数据。
证认出70颗具有高信噪比光谱的DA(富氢)白矮星。
通过测量这些白矮星的有效温度、表面重力加速度(图2)、冷却年龄、质量和距离等参数。
而大样本的白矮星则为进一步研究白矮星内部特征和银河系的形成与演化等前沿课题提供重要依据。
质量范围在0.07～8 M□□(太阳质量)的恒星。
银河系中超过95%的恒星最终都会演化为白矮星。
因此白矮星是恒星演化的代表性产物。
图1：上放为白矮星光谱，绿线代表LAMOST先导巡天发现的白矮星光谱，蓝色代表两种光谱的残差。
图2：通过巴尔默线拟合来确定白矮星的有效温度和表面重力。 近期,国家天文台副研究员赵景昆、国家天文台研究员赵刚、罗阿理、美国弗罗里达技术研究所物理与空间科学系教授T. D. Oswalt共同合作,利用LAMOST先导巡天的光谱数据,证认出70颗具有高信噪比光谱的DA(富氢)白矮星,其中35颗是迄今最新发现的DA白矮星。通过测量这些白矮星的有效温度、表面重力加速度(图2)、冷却年龄、质量和距离等参数,LAMOST所获取的这些白矮星都是有效温度高于12000K的热白矮星,且均位于银盘上。另外,赵景昆等人对这些白矮星的运动学和质量进行统计分析,再一次验证了质量大的热白矮星具有离银盘更近的趋势的观点。该项研究成果于2013年6月在国际著名天文期刊《Astronomical Journal》发表。
目前,世界上已成功发现的白矮星一共有1000多颗,LAMOST这一发现为白矮星的“大家族”再添新成员。预期在LAMOST正式巡天期间将会有更多白矮星被发现,而大样本的白矮星则为进一步研究白矮星内部特征和银河系的形成与演化等前沿课题提供重要依据。图1是一颗同时具有SDSS和LAMOST光谱的白矮星。
白矮星是一种非常特殊的天体,它体积小、亮度低,但质量大、密度极高。质量范围在0.07～8 M？(太阳质量)的恒星,其演化的最终产物是白矮星。银河系中超过95%的恒星最终都会演化为白矮星,因此白矮星是恒星演化的代表性产物。白矮星的演化可以用来确定银盘、球状星团、疏散星团以及银晕的年龄,因此近几年有关白矮星的研究在理论和观测方面都取得了很大的进展。
图1：上方为白矮星光谱，绿线代表LAMOST先导巡天发现的白矮星光谱，蓝色代表SDSS的白矮星光谱
下方代表两种光谱的残差。
图2：通过巴尔默线拟合来确定白矮星的有效温度和表面重力
2013-08-21
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中国天文机构正式加入下一代三十米望远镜国际合作项目
新华网北京7月26日电（记者吴晶晶）记者从中科院国家天文台获悉，中国天文科研机构已正式加入下一代三十米望远镜（TMT）国际合作项目。
26日，中科院国家天文台台长严俊代表中国科研机构，与美国、加拿大、印度、日本等国官方科学机构在夏威夷共同签署了三十米望远镜项目国际合作总协议。
据介绍，TMT 30米拼接主镜将提供九倍于当今最大望远镜的集光本领，其图像分辨率也将三倍清晰于当前所能达到的最高分辨率。
这使得它能探测得更远更清晰，根据观测目标和方法的不同，它的探测深度将是当代望远镜的10至100倍，可以帮助科学家在揭示暗物质和暗能量的本质、探测宇宙第一代天体、理解黑洞的形成与生长、探察地外行星等前沿科学领域做出重大突破性发现。
新华网北京7月26日电（记者吴晶晶）记者从中科院国家天文台获悉，中国天文科研机构已正式加入下一代三十米望远镜（TMT）国际合作项目。
26日，中科院国家天文台台长严俊代表中国科研机构，与美国、加拿大、印度、日本等国官方科学机构在夏威夷共同签署了三十米望远镜项目国际合作总协议。
三十米望远镜项目是目前世界上正在研制的最大的天文望远镜之一，计划于2014年4月在夏威夷莫纳克亚峰动工建设，2022年开始科学运行。
据介绍，TMT 30米拼接主镜将提供九倍于当今最大望远镜的集光本领，其图像分辨率也将三倍清晰于当前所能达到的最高分辨率。这使得它能探测得更远更清晰，根据观测目标和方法的不同，它的探测深度将是当代望远镜的10至100倍，可以帮助科学家在揭示暗物质和暗能量的本质、探测宇宙第一代天体、理解黑洞的形成与生长、探察地外行星等前沿科学领域做出重大突破性发现。
“成为TMT这样一个具有全球领导地位的天文设施的积极参与者，我们感到非常兴奋。这代表着中国天文界的一次跨越式发展，我们期待未来数十年内在莫纳克亚峰揭晓宇宙的更多奥秘。”严俊说。
2013-07-29
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国家天文台研究人员提出：宇宙近红外背景辐射超出或源于第一代黑洞
国家天文台岳斌、徐怡冬、陈学雷等研究人员与意大利比萨高等师范学校(SNS)Andrea Ferrara教授，以及意大利国家天体物理研究所(INAF/IASF-MI)的Ruben Salvaterra博士在近日的一项合作研究中提出：宇宙近红外背景辐射(NIRB)的超出可能来源于宇宙中的第一代黑洞。
近年来观测到的近红外背景的涨落功率谱与理论预言相比有明显的超出，如何解释这一超出一直困扰着天文学家。
第一代黑洞模型可以给出与观测相符的近红外背景涨落功率谱，同时该工作还自然地预言近红外背景辐射应该与宇宙X射线背景辐射相关。
理论计算的第一代黑洞对红外背景辐射的角功率谱的贡献及实测值，左图为在波长3.6微米上的角功率谱，右图为4.5微米波长处的角功率谱。
国家天文台岳斌、徐怡冬、陈学雷等研究人员与意大利比萨高等师范学校(SNS) Andrea Ferrara教授，以及意大利国家天体物理研究所(INAF/IASF-MI)的Ruben Salvaterra博士在近日的一项合作研究中提出：宇宙近红外背景辐射(NIRB)的超出可能来源于宇宙中的第一代黑洞。这类黑洞通过直接坍缩的机制形成，是约为100万倍太阳质量的中等质量黑洞。该工作的论文已在《MNRAS》上发表（“Infrared background signatures of the first black holes” Yue Bin; Ferrara Andrea; Salvaterra Ruben; Xu Yidong; Chen Xuelei，Monthly Notices of the Royal Astronomical Society，2013MNRAS.tmp.1501Y），并得到了《Science》的主编推荐（Editor’s choice）。比萨高师和INAF的网页上都对此进行了报道。
在红移约10至30之间的时候，中等质量的黑洞可以通过一种被称为“直接坍缩”的机制在未形成恒星的暗物质晕中产生。该工作指出，直接坍缩过程形成的黑洞，其电离辐射（少量高能X射线光子除外）被周围的物质大量吸收，但这些被吸收的能量最终将以较低能量的光子形式逃逸，经红移到今天成为近红外背景辐射的一部分。
近年来观测到的近红外背景的涨落功率谱与理论预言相比有明显的超出，如何解释这一超出一直困扰着天文学家。此前人们曾认为这些超出来自第一代恒星，但模型计算表明，第一代恒星和高红移星系的贡献比观测值低一到二个数量级。第一代黑洞模型可以给出与观测相符的近红外背景涨落功率谱，同时该工作还自然地预言近红外背景辐射应该与宇宙X 射线背景辐射相关。最近Cappelluti等人确实观测到了近红外辐射与X-射线背景之间相关，证实了这一理论预言。
理论计算的第一代黑洞对红外背景辐射的角功率谱的贡献及实测值，左图为在波长3.6微米上的角功率谱，右图为4.5微米波长处的角功率谱。
2013-07-15
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郭守敬望远镜（LAMOST）在M31、M33及其临近区域发现500余颗类星体
郭守敬望远镜（LAMOST）于2010至2011年期间开展了M31、M33及其临近区域的背景类星体搜寻工作。
NED网站中列出的M31、M33半径10度内已知的类星体数目为155个。
LAMOST这一重要发现使这一天区内类星体的数目有了非常显著的增加。
位于M31非常延展的外晕、巨流星（M31、M33之间最显著子结构）、以及周围复杂子结构区域新增的数百个背景类星体是将来测量M31、M33及其周围子结构微弱自行(本星系群研究的重要特征参数)的理想坐标。
这些低红移亮类星体是将来研究M31、M33及其周围子结构内星际介质和本星系群内星系际介质性质的极好样本。
图1：M31、M33及其临近天区背景类星体空间分布。
橙色、浅蓝色和深蓝色实心点分别代表LAMOST于2009、2010、2011年观测季发现的类星体（Huo et al.
郭守敬望远镜（LAMOST）于2010至2011年期间开展了M31、M33及其临近区域的背景类星体搜寻工作。通过对LAMOST性能测试和先导巡天取得的数据进行研究分析，中心工作人员霍志英等人在M31、M33及其临近区域约135平方度天区内新发现500多颗背景类星体，是目前我国天文学家利用自主设备在该天区发现的世界上数目最大的类星体样本。
相比之下，SDSS在M31外晕的两个区域内曾经给出75个类星体；NED网站中列出的M31、M33半径10度内已知的类星体数目为155个；LAMOST这一重要发现使这一天区内类星体的数目有了非常显著的增加。截止到目前，位于M31中心2.5度半径（约35千秒差距）内的类星体数目增加到93个，其中73个来自于LAMOST的发现；位于M31非常延展的外晕、巨流星 （M31、M33之间最显著子结构）、以及周围复杂子结构区域新增的数百个背景类星体是将来测量M31、M33及其周围子结构微弱自行(本星系群研究的重要特征参数)的理想坐标参考系。此外，在新发现的类星体样本中，I星等亮于17.0等的类星体由原先21个增至26个，亮于17.5等的类星体由原先42个增至62个，亮于18.0等的类星体由原先64个增至139个。这些低红移亮类星体是将来研究M31、M33及其周围子结构内星际介质和本星系群内星系际介质性质的极好样本。
2013年4月，该科研成果的学术论文被《Astronomical Journal》国际天文期刊接收发表。
图1：M31、M33及其临近天区背景类星体空间分布。橙色、浅蓝色和深蓝色实心点分别代表LAMOST于2009、2010、2011年观测季发现的类星体（Huo et al. 2010, 2013）。十字代表SDSS发现的类星体，方块代表NED中列出的已知类星体。紫色星分别标示出M31和M33的中心位置；紫色的椭圆标示M31的光学盘大小，R25＝95.3角分。图中右下角嵌入的图像为CFHT（加拿大-法国-夏威夷望远镜）对M31、M33天区的深度测光观测。
2013-06-17
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