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国家天文台团队开发窄带脉冲的频谱自适应搜寻工具 在快速射电暴搜索算法取得进展

发布时间:2025-09-01

    近期,国家天文台星际介质演化与恒星形成研究团组在国际天文学期刊《天体物理学杂志增刊》(The Astrophysical Journal Supplement Series)发表研究成果,面向窄频带辐射特征的快速射电暴(FRBs)探测,开发了优化搜索工具 BASSETBandpass-Adaptive Single-pulse SEarch Toolkit)。使用BASSETFAST观测存档数据开展再次处理,将活跃重复爆源FRB 20190520B的探测脉冲样本集扩大一倍,验证了方法的有效性并为探索快速射电暴的能量分布和起源机制提供了技术基础。

    快速射电暴是宇宙学距离上毫秒量级的明亮射电爆发现象,其物理起源未知。大样本探测和其能量分布的精细刻画是理解FRB起源的重要切入点。窄带辐射的低能量爆发往往因全观测带宽的平均造成探测信噪比过低,易被现有主流搜索算法遗漏,从而制约了对FRB完整能量分布及起源的认知。为解决这一问题,研究团队开发了优化的搜索工具BASSET。该工具在保留传统PRESTO框架的基础上,创新性引入了自适应滤波算法。该算法能够排除零探测频带引入的噪声,显著提升窄带脉冲的探测信噪比。团队还开发了并行加速版本,结合GPU加速与OpenMP并行优化,使处理效率提高近6倍。

    研究人员结合脉冲注入模拟,量化了BASSET探测完备性,进一步利用BASSET重新处理了FAST2020年对FRB 20190520B的观测数据,在完整复现已发表75个脉冲的基础上新探测到79个暗弱窄带脉冲,其中超过约60%信噪比低于传统方法的探测阈值,显著扩展了该源爆发样本量,并改善了重复暴能量分布函数在低能端的完备性。这一工作有望进一步为国际各望远镜开展射电暂现源巡天提供有力支撑。

    该成果由国家天文台领导完成,博士研究生曹锦煌为论文第一作者,团组副首席王培研究员、清华大学/国家天文台李菂教授为论文共同通讯作者。合作研究单位包括清华大学、之江实验室、北京师范大学、华中师范大学、南京大学、贵州师范大学等18家科研单位。

    文章链接:https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4365/aded18

量化BASSET性能的脉冲模拟注入实验


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