LAMOST-K2天区矮星参数和APOGEE参数的比较

近十几年,越来越多的地面光谱巡天项目与空间测光数据结合用于研究星系和恒星.相关地面观测数据主要来自于如APOGEE,Gaia-ESO,GALAH,RAVE和LAMOST等项目.这些数据被用来获取准确的恒星大气参数和化学元素丰度.以上这些巡天项目的成功主要依赖于高效的光谱获取能力,以及所提供的高精度恒星参数.利用恒星光谱数据可以得到它们的有效温度、表面重力加速度、金属丰度和多种化学元素的丰度.基于这些恒星参数,可以估计确定恒星的质量和半径.这些参数有助于研究银河系的形成和演化.此外可靠的恒星质量和半径对于探测系外行星及其宿主星的性质有重要意义.比较两个数据库之间恒星参数可有效地估计光谱数据的质量,及了解不同数据库恒星参数的偏差.研究结果对改进光谱分析软件有重要作用.     

基于神经网络的恒星大气参数自动测量

提出了一种基于神经网络的恒星光谱大气参数的自动测量方法,该方法能够根据恒星的光谱自动得到恒星的三个重要参数:有效温度Teff,表面重力logg和金属丰度[Fe/H]的估计值。首先对实测恒星光谱进行预处理,包括小波去噪,光谱波长统一化;然后通过对训练样本进行PCA分析获得特征空间变换矩阵进行数据降维;最后通过训练好的神经网络得到参数的估计值。实验结果分析表明,该方法比其它估计方法如非参数估计、支持向量回归和偏最小二乘回归具有更高的测量精度。     

基于神经网络的恒星大气参数自动测量

提出了一种基于神经网络的恒星光谱大气参数的自动测量方法,该方法能够根据恒星的光谱自动得到恒星的三个重要参数:有效温度Teff,表面重力log g和金属丰度[Fe/H]的估计值.首先对实测恒星光谱进行预处理,包括小波去噪,光谱波长统一化;然后通过对训练样本进行PCA分析获得特征空间变换矩阵进行数据降维;最后通过训练好的神经网络得到参数的估计值.实验结果分析表明,该方法比其它估计方法如非参数估计、支持向量回归和偏最小二乘回归具有更高的测量精度.     

一种基于CNN和RF的恒星大气参数测量方法

随着LAMOST项目的相继实施,基于光谱的恒星大气参数自动测量方法的研究成为天文光谱分析的重要课题之一。本文使用“伪二维光谱”进行恒星大气参数自动测量,提出了卷积神经网络（Convolutional neural network,CNN）和随机森林（Random Forest,RF）结合的方法,利用卷积神经网络的特征提取能力和随机森林的回归拟合能力实现对恒星大气参数的高精度预测。通过对比实验得出,有效温度、表面重力、化学丰度三大参数的平均绝对误差分别达到123.65K、0.2055dex、0.1486dex,与传统方法相比精度提升5.24%,15.50%,15.52%。实验结果验证了该算法的有效性,也证明了利用基于一维光谱设计构造的伪二维谱可以保留更多相关的特征信息,进而提升了恒星大气参数测量结果的精度。     

利用LAMOST搜寻富锂K巨星

锂在~2MK时就被损耗,因而在恒星大气中表现出较低丰度.根据标准恒星演化理论,当演化至巨星分支并经历第1次挖掘过程后,锂元素丰度从原始的A(Li)≈3.3dex降低至A(Li)≤1.5dex.然而,约有1%的K巨星被发现A(Li)1.5dex,被称为富锂巨星,甚至发现了一些超富锂A(Li)3.3dex巨星,这些发现对标准恒星演化理论提出了挑战.根据富锂K巨星的特性,在郭守敬望远镜(LAMOST)海量的低分辨率光谱中开展了富锂K巨星搜寻工作;介绍了导致富锂过程的可能机制,探讨了这些理论的不足.     

基于可变形卷积网络的恒星大气物理参数自动测量

为解决海量恒星光谱数据自动处理问题,更准确地对恒星光谱物理与化学性质的研究,同时更加直观地反映恒星性质参数,通过利用可变形卷积网络(deformable convolutional network,DCN)方法对恒星大气物理参数进行分析,系统地研究了恒星表面有效温度(Teff)、表面重力(logg)、金属丰度([Fe/H])3个物理参数,实验结果对比梯度下降法神经网络(back propa-gation neural network,BPNN)、人工神经网络(artificial neural network,ANN)、径向基神经网络(radial basis function neural network,RBFNN),评价标准为平均绝对误差(mean absolute error,MAE)、均值误差(mean error,ME).基于SDSS-DR9、LAMOST-DR3恒星光谱数据得到Teff、logg、[Fe/H]的DCN-MAE分别为97.2136 K、0.281 2dex、0.125 2 dex,DCN-ME 分别为106.596 3 K、0.385 6 dex、0.175 3 dex.实验结果显示DCN效果优于BPCNN、ANN、RBFNN,为进一步分析与反映恒星真实情况提供参考.     

LAMOST与APOGEE同源恒星的谱线指数分析

星系中恒星星族的丰度模式研究可以揭示星系的化学演化历史。恒星星族的丰度模式分析的常用方法是使用元素丰度响应函数。利用从观测光谱得到的谱线指数,结合从理论光谱得到的元素丰度响应函数,可得到一些重要元素的丰度和相对比值。我们测量了LAMOST和APOGEE同源星的谱线指数,并且分析了3类(类α-元素族,类铁族,Hβ)谱线指数与Mg_2间的关系。此外还发现Hβ谱线指数可以大体上区分矮星与巨星。     

团星系和场星系的恒星形成性质

通过对团星系和场星系的聚度参数、特征恒星形成率、星系中包含的恒星质量、金属丰度等物理参量的比较,研究了处在不同引力环境中星系的恒星形成性质.研究表明,聚度高的星系主要居于星系团中,大部分低质量星系是场星系,星系的特征恒星形成率与恒星质量和金属丰度之间存在着显著的相关.另外,团星系和场星系在红移小于0.1的范围内仍表现出了明显的宇宙学演化效应.     

恒星年龄的不确定性分析

选取已确定恒星年龄和化学丰度的3个观测样本,统一用Yonsei-Yale等年龄线确定了恒星年龄,分析了恒星的绝对星等MV、有效温度Teff、金属丰度[Fe/H]和α元素相对丰度[α/Fe]等4个输入参数的误差对恒星年龄的影响,最后利用误差理论分析和估算了各种因素对恒星年龄不确定性的综合影响.结果表明,Teff,[Fe/H],[α/Fe]对恒星年龄的影响是系统性的,而且其影响程度依次递减;而MV对恒星年龄的影响是随机的,其影响程度是最弱的.误差分析表明,如果取Teff,MV,[Fe/H],[α/Fe]的典型观测误差分别为100K,0.1mag,0.1dex,0.1dex,则由此造成的恒星年龄的平均标准偏差为3.2Ga.     

有行星系统恒星的金属丰度研究

计算了7颗类太阳恒星（带有类似太阳的行星系统）的大气参数和多种金属无互的丰度，所有样本星的金属丰度平均值为0.101，其中HD98230的值为－0.271，相对其余6颗星的值小很多（其余6颗星的平均值为0.184），比银盘附近类太阳星的平均值（[Fe/H]≈-0.3）相对较高，计算结果表明行星系统的形成与恒星的富金属丰度存在着一定的联系。     

水平分支星壳层质量的分布与金属丰度的关系研究

水平分支星的壳层质量决定了恒星在水平分支的位置,进而决定了星团的水平分支形状。利用MESA恒星演化程序研究了球状星团水平分支星的壳层质量随着金属丰度变化的关系。我们发现,由于不透明度以及零年龄主序质量的减小,低金属丰度球状星团中的水平分支星往往拥有更薄的壳层质量和更高的有效温度。同时,随着金属丰度的增加,产生蓝端水平分支星的壳层质量空间变小,这说明金属丰度低的球状星团更容易产生蓝端水平分支星。     

星系团的性质与其最亮成员星系中的恒星形成活动的相关性

基于哈勃空间望远镜的CLASH巡天观测数据,对其中23个大质量的、红移范围在0.18z0.89的星系团的物理性质(质量、中心区域的熵等)与其最亮成员星系(最亮团星系)中的恒星形成活动间的关系进行了研究。研究表明最亮团星系的恒星形成率与其宿主星系团的质量、中心区域的熵值存在明显的相关:质量越小、中心区域熵值越低的星系团中其最亮团星系的恒星形成率越高,而与最亮团星系本身的物理性质(如恒星质量)几乎不存在相关。研究结果意味着:造成中等红移最亮团星系中的恒星形成活动的冷气体来源于其宿主星系团内的热气体冷却,而不是星系本身。     

B型热亚矮星模型的创建和星震学分析

利用恒星结构演化程序将1.6M⊙左右的小质量星演化到红巨星顶点,在氦闪结束后经过大量的质量损失,使得恒星总质量约为0.5M⊙.此时恒星中心为一个开始燃烧的氦核,外部为稀薄的氢壳层(氢壳层的质量Menv≤0.02M⊙),称为初始B型热亚矮星模型(B-type hot sub-dwarf star,简称sdB星).对于不同质量和氢壳层的初始sdB星模型,表面有效温度和重力加速度都不同,但都分布在零龄极端水平分支与终止极端水平分支之间,并且它们的演化轨迹相似.本文由sdB星的理论演化模型得到了它的内部结构参量,并进行星震学分析.结果发现随着恒星的演化,表面有效温度较高时检测到有p模式(p-modes)震动,较低时检测到有g模式(g-modes)震动,在这两个区域之间,两种模式共存.p-modes包括径向震动(l=0)和非径向震动(l=1～5),周期为80 ～ 600 s.只有非径向低球谐度(l=1 ～5)的g-modes,周期为1 800 ～9 000 s.将热亚矮星的结构参数代入绝热线性震动程序中,得到Brunt-V(a)is(a)l(a)频率、Lamb频率、本征频率、惯性参数等,并研究了sdB星的震动特性.     

团簇及表面反应动力学研究

在许多能源相关的化学过程中,化学反应是在具有催化功能的界面或者团簇分子表面上发生的。要弄清团簇和催化表面的反应机理,在原子分子层次上研究团簇以及表面相关的化学反应过程是非常必要的。该研究目标是建立质谱与红外光解离光谱以及光电子能谱相结合的实验研究方法,通过对选质量金属及金属氧化物等团簇的气相反应动力学研究,获得团簇反应的尺寸效应、价态、几何和电子结构等对反应活性和机理的影响,阐明团簇反应的机理和规律;发展和利用表面光电子能谱和光电子显微镜技术,结合第一性理论计算方法和分子动力学模拟等理论方法,通过对金属氧化物表面的几何结构和电子结构以及表面团簇反应的研究,获得表面反应的机理和动力学。该研究选质量过渡金属氧化物团簇的光谱和结构研究。利用质谱、红外光解离光谱等实验方法获得选质量团簇的振动光谱等信息,结合理论计算,获得团簇的结构和成键特性。设计并建立基于质谱和红外光解离光谱联用技术的选质量团簇与小分子反应的实验装置。通过对不同大小的金属氧化物团簇的研究,获得团簇尺寸对其结构、稳定性和成键特性的影响等。在表面反应动力学实验研究方面,开展了氧化物/金属反转催化体系表面结构及反应的动态研究。     

M81核区及HⅡ区谱的星族合成研究

运用星团谱样本的星族合成方法，分析了Ｍ８１核区和其旋臂中１０个较亮的ＨⅡ区的光学谱，给出了它们中恒星形成历史，星族成分以及内红化等。结果表明Ｍ８１核区中，年老的星族贡献重要，它们中的多数金属丰度较低；Ｍ８１内部的ＨⅡ区中，最近恒星形成率很高，金属丰度分布的范围较大。     

金属丰度和对流超射对恒星演化影响的初步探讨

文章采用了pd90程序模拟了5 M⊙的恒星,在主序和主序后的演化情况。并且根据其程序给出的计算结果,绘出了5 M⊙恒星的赫罗图。选择金属丰度和对流超射的不问参数,形成六条赫罗图线。在赫罗图中,对5 M⊙的恒星其金属丰度和对流超射对恒星演化的影响进行讨论。从赫罗图中的lgL/L⊙和lgTeff,与演化时间序列图,可以直观的得出金属丰度和对流超射变化对恒星演化的影响。     

两类Seyfert星系的黑洞质量与吸积率

收集了89个Seyfert星系样本,利用反响映射法和恒星弥散速度法计算了Seyfert星系的黑洞质量,分别研究了Seyfert 1和Seyfert 2星系的黑洞质量与吸积率、热光度和红移之间的相关性,结果发现Seyfert 1星系的黑洞质量与吸积率、热光度和红移之间具有强相关性,Seyfert 2星系的黑洞质量与吸积率之间具有弱的负相关性,与热光度和红移之间具有弱相关性.两类Seyfert星系的区别除了源于吸积盘倾角不同外,还可能与星系的环境、演化和星系核的活动有关.     

钛团簇的融化行为

采用经验分子动力学方法研究了几个典型Ti团簇的热力学稳定性和融化行为.Ti团簇的融化行为清楚地依赖于体系的结构和尺寸.对于较小的团簇,融化曲线没有出现清楚的一级相变特征,意味着由于尺寸效应导致的固态液态共存.对于较大尺寸的团簇,观察到其融化过程伴随着表面融化、局部融化、结构共存和相变行为.     

奇数类富勒烯团簇结构的遗传算法和密度泛函理论研究

用遗传算法(GA)和密度泛函理论(DFT)相结合的方法，对实验中所观察到的奇数高碳团簇(C51～C59)及相关的含Rh富勒烯团簇的结构进行了计算，首先利用遗传算法对奇数高碳团簇C51～C59的结构进行搜索，找出其最低能量结构，然后在此基础上利用B3LYP／3—21G方法对相应的奇数高碳团簇结构进行再优化，利用遗传算法得到了比已报道的能量更低的奇数高碳团簇C51～C59的基态结构，计算所得的奇数高碳团簇具有准笼状类富勒烯结构，其最低能量异构体都含有一个两配位的碳原子，在金属富勒烯C14Rh的结构中，Rh原子取代C55上两配位的碳原子而形成取代型类富勒烯结构。对奇数高碳团簇及含Rh富勒烯团簇的结合能和结构参数进行了计算，还讨论了奇数高碳团簇异构体的结构随能量的变化。     

星系团Abell 2255的恒星形成性质

研究了星系团Abell 2255中184颗成员星系的恒星形成性质.通过对这些星系的形态分类,发现星系光谱在4×10-7m处的跃变程度对区分星系类型非常有效.该星系团中星系的恒星形成活动和星系所处的环境有关,并且不同形态的星系随投影距离的变化趋势遵循不同的规律.此外还确认了团星系的金属丰度与恒星质量之间的相关性,并推断星系团Abell 2255是在单个星系形成后,经过引力相互作用而形成的,这一结果支持了等级成团理论.