星际碳化硅SiC尘埃

碳化硅(SiC)尘粒是宇宙尘埃的重要成分之一,亚微米尺寸的SiC颗粒在11.3μm波长附近有非常显著的晶格振动带.早在20世纪60年代,Friedemann等人就预言了SiC尘粒可以冷凝在富碳恒星的质量流失喷出物中.随后,通过11.3μm的光谱特征,在碳星的星周包层检测到了SiC尘埃.另外,通过原始陨石中同位素异常发现前太阳(Presolar)SiC尘粒最终确立了SiC在星际介质中的存在.然而,令人困惑的是,在星际空间中并未观测到SiC的11.3μm吸收特征.本文主要介绍SiC的光学性质、SiC在天体环境中的观测特征,从而推断SiC在星际空间的丰度上限,并对其在星际空间中的演化进行理论分析.     

星际空间中的碳尘埃

碳是宇宙中仅次于氢、氦、氧的第4丰富的元素.在恒星演化晚期形成的碳元素,进入星际空间以后,以离子、原子、分子以及固体尘埃微粒的多种形式存在.含碳有机复杂分子是生命起源的基本物质.碳质尘埃是星际尘埃的主要成分之一,其红外光谱是探测各种天体环境物理和化学条件的重要指针.碳质尘埃如石墨、纳米金刚石、多环芳香烃、富勒烯、氢化非结晶碳等尘埃微粒是星际尘埃的重要研究对象,在星际空间广泛存在,它们是星际消光2175?驼峰、星际红外辐射谱带、星际弥散吸收带等光谱特征的最可能载体.本文主要介绍星际碳质尘埃的天文观测及其物理化学特性.近年来,石墨烯、碳纳米管逐渐进入人们的视野,本文亦将讨论与此相关的天文观测和理论模型的最新进展.     

新的H2O脉泽源的发现与证认

用紫金山天文台青海站的１３．７ｍ射电望远镜对一批强ＩＲＡＳ远红外源进行了Ｈ２Ｏ脉泽谱线的搜寻，发现了１０个新的Ｈ２Ｏ脉泽源。其中９个源均与恒星形成区成协，它们是正在形成中的大质量星的标志，另一个则是著名的富碳星ＩＲＣ１０２１６，在富碳星包层中Ｈ２Ｏ脉泽活动的出现是罕见的。还讨论了这些新发现源的演化特性和时变特性。     

晚型富氧星在双色图上的分布和可能的演化途径

本文利用IRAS的天文观测数据,对含有9.7μm硅酸盐特征的1442个点源,利用能谱分布(双色图)的方法得出了一些统计规律,提出了计算晚型富氧星演化规律的模型,揭示了这类恒星过去在主序上的质量大小,以及(2—8)M_θ的恒星各自在双色图上的演化规律和Miras星及OH/IR星的物理特征。     

远红外亮类星体的研究进展

远红外亮类星体是极亮红外星系中具有I型活动星系核光谱特征的天体,光学光谱研究表明它们在光学波段的辐射主要由中心活动星系核主导,其中心超大质量黑洞的质量为107~108M☉,且有超爱丁顿吸积率.与光学选类星体相比,远红外亮类星体在远红外波段存在明显的辐射超出,这可能是由其核区周围~1 kpc尺度内的星暴活动(恒星形成率约为几百M☉yr-1)加热尘埃造成.对分子气体进行观测发现远红外亮类星体的宿主星系中存在约109~1010M☉的分子气体,这些分子气体可以为黑洞和核球的增长提供"原料".几乎所有远红外亮类星体都处于富气星系并合的晚期,是极亮红外星系向光学选类星体演化的过渡天体.     

电磁搅拌作用下TM颗粒-Al红外功能复合材料的研究

采用电磁搅拌工艺将铝液和在红外光谱上具有强辐射能力的含硼硅酸盐晶体ＴＭ颗粒复合在一起，制成ＴＭ颗粒－Ａｌ红外功能复合材料．复合材料组织致密，颗粒分布均匀．研究发现，ＴＭ颗粒可显著提高铝在中、远红外光谱为１．３～１４．５μｍ的光谱比辐射率和光谱辐射出射度     

人体穴位红外辐射光谱特征

用PHE201体表红外光谱仪进行了一系列人体体表红外辐射光谱的检测，发现了人体红外辐射光谱在2—3μm与黑体辐射差别较大，说明人体表面存在热致红外辐射外的其他红外辐射．正常人与冠心病人左侧内关穴归一化红外辐射强度在1．5—3．7μm波段有明显差异性．通过与ATP水解反应过程中释放的红外光谱比较推测可以用能量代谢解释2—3μm处的峰值．用激光照射肥大细胞可引起肥大细胞脱颗粒现象，说明中医灸法和激光穴位照射可引起肥大细胞脱颗粒而产生生理效应．     

热红外高光谱遥感回归分析定量反演石英含量

热液矿床是重要的矿床类型,包含金矿、铜矿、锡矿、铀矿、钨矿、铅锌矿等重要矿床。在多数情况下,热液活动造成其与围岩石英含量的差异。目前遥感技术仅能提取SiO_2含量(或相对含量)及其分布范围,难以精确反映石英含量的差异信息。通过分析JHU波谱库中不同矿物的光谱曲线以及其他多种含石英岩石和不含石英岩石的光谱曲线,区分了SiO_2光谱特征谱段和石英光谱特征谱段。使用热红外地面光谱仪102f实测样品光谱,通过线性回归方程统计出石英含量的计算公式。最后,通过热红外成像光谱仪(thermal airborne hyperspectral imager,TASI)提取研究区石英含量来验证公式的正确性,并得到野外验证。得出结果:8.6μm处的发射峰是8~11.5μm范围内石英唯一明显的光谱特征,其发射峰的凸显程度与石英含量呈正相关关系。     

电磁搅拌作用下TM颗粒—Al红外功能复合材料的研究

电磁搅拌工艺将铝液和在红外光谱上具有强辐射能力的含硼硅酸盐晶体ＴＭ颗粒复合在一起，制成果一－Ａｌ经外功能复合材料，复合材料组织致密，颗粒分布均匀，研究发现，ＴＭ颗粒可显著提高铝在中、完上光谱为１．３－１４．５μｍ的光谱比辐射率和光谱辐射出射度。     

岩石热红外光谱解混与矿物含量反演

 以碱性长石花岗岩为例,采用Turbo FT便携式红外光谱辐射计对其4种组成矿物(钾长石、斜长石、白云母、石英)分别进行0.71—1mm颗粒室外常温、0.71—1mm颗粒室内80℃、块体室外常温的热红外(7—14μm)光谱特征测试,以测试结果作为端元光谱对室外常温下测得的块状碱性长石花岗岩光谱进行解混,并与将ASU光谱作为端元光谱的解混效果进行比较。结果表明,当岩石与矿物端元的光谱测试条件相同时,解混效果最好;使用块状端元光谱能有效解混块状岩石光谱;ASU颗粒光谱不能解混块体岩石的矿物成分及含量。试验结果对遥感地质及矿物填图的研究具有指导意义。     

人参红外特征峰的研究

运用傅里叶转换红外光谱技术对野生人参进行分析,得到了野生人参的特征吸收峰,分别为1736,1104和1050cm^-1,它们分别是人参脂类和多糖的特征吸收;同时运用二阶导数谱进一步增强红外光谱的分辨率,丰富了人参的红外信息;对不同生长方式的人参进行了分析,证明红外光谱技术可为野生人参的分析鉴别提供一套快速有效的方法。     

暗分子云核L183的射电观测和尘气相互作用

利用青海德令哈观测站13.7m射电望远镜对暗分子云核L183作成图观测,选用的谱线为C18O(J=1-0).与Swade利用NH3(1,1)谱线所作的等积分强度图比较,发现NH3图中的2个极值位置位于C18O密度分布的低密度谷区.由于NH3的辐射与尘埃的红外辐射分布相关,所以C18O分子密度的减少是因为尘埃吸附.因此利用CO分子无法观测到恒星形成早期处于坍缩边缘的暗分子云核.     

通过贫金属星研究宇宙的增丰历史

贫金属星对于我们了解元素起源和宇宙的化学演化具有关键意义。本文将描述这些稀有天体的发现历史,分析它们的光谱确定其表面化学丰度的方法,以及如何利用它们的丰度模式来阐释其起源与演化。     

高能球磨氧化铝的微观结构和红外光谱分析

研究了不同球磨时间氧化铝粉料的微观结构变化和红外光谱,结果表明:随着球磨时间增加,氧化铝颗粒逐渐细化。球磨10 h,其颗粒大小约为2μm左右。球磨氧化铝的特征红外吸收光谱表现出明显宽化现象,这归因于氧化铝颗粒尺寸减小,增大的比表面积导致了Al3 平均配位数下降,不饱和键和悬键增多。     

2μm中波红外锑化物激光器研究

2μm中波红外锑化物激光器在大气光学检测和环境监测,自由空间光通讯,红外测试,清洁能源,煤矿安全,分子光谱测量、激光医疗、红外雷达、生物技术和热成像等领域表现出应用潜力。本论文设计并制备了2μm锑化物激光器,制备的器件阈值电流约为420mA。室温下,注入电流为1.1Ith时激射光谱发射波长在2μm左右。     

星际介质中的纳米尘埃

星际尘埃,作为一种在宇宙中普遍存在的重要成分,在天文学研究中起着重要的作用.星际介质中的尘埃其尺寸分布涵盖从几个埃到几个亚微米的范围.对于有这样大的尺寸差异的星际尘埃,尘埃的热辐射机制差别很大.较大的尘埃颗粒,有比较大的吸收和发射截面,因而其吸收光子的速率和发射的速率也比较大,可以从吸收和发射能量的平衡来得出热平衡温度,并用热平衡温度和黑体辐射来计算其光谱.对于大小为纳米尺度或者更小的尘埃,由于其很小的尺寸,这类尘埃的热容量非常小.当这种尘埃吸收一个与其热容量相当或者更大能量光子的时候,尘埃就会经历一个非常明显的温度涨落:尘埃吸收一个紫外光子瞬间,其温度迅速上升,到达顶点后,由于尚没有外来能量的影响(因吸收截面小,吸收光子几率也非常小),尘埃开始通过热辐射降温,直到吸收另一个光子开始新的循环,这就是单光子加热模型(Single-Photon Heating Model).显然,热平衡和单光子加热是两个明显不同的过程.对于单光子加热,由于尘埃颗粒的温度涨落作用,尘埃不会处于一个稳定的平衡温度状态,因而不能用单一温度来描述其热辐射,必须计算出尘埃在温度涨落过程中的温度分布函数,然后计算其辐射谱.本文主要介绍纳米颗粒在星际空间中的存在证据,单光子加热模型,以及处于温度涨落中纳米颗粒的辐射特征.     

ZnS:Mn纳米晶的微结构和发光性能

以Na2S·9H2O为硫源,柠檬酸为稳定剂,采用溶剂热法制备了ZnS:Mn纳米晶.通过X射线衍射谱.拉曼光谱和光致发光谱分别研究了ZnS:Mn纳米晶的微结构和发光性能.结果表明:所制备的ZnS:Mn纳米晶均具有立方结构,颗粒尺寸约为2～4nm.掺杂Mn2+替代Zn2+处在置换状态.光致发光谱测试表明纯ZnS纳米晶仅存在516cm-1的弱发射峰.随着Mn2+含量增加,在603cm-1处出现了一个强的Mn2+发光特征峰,该发射峰归因于4T1→6A1的锰离子跃迁.随着掺杂锰量的增加,该发射峰强度呈现非单调的变化,当Mn离子掺杂量为10%时,发射峰强度达到最大值.     

分子外向流源的近红外测光

星际介质中相对致密的区域是分子云,观测与理论已确认,恒星诞生于分子云。近10年来在恒星形成区不断观测到冷分子气体的高速外流,证明了在恒星演化早期,大多数星都将经历一个高能量的物质喷发阶段。目前对这类源的研究主要是通过CO分子谱线的观测与分析进行的。部分工作涉及分子外向流的中、远红外分析,采用的是红外天文卫星(IRAS)的资料。为了进一步弄清这类天体整个红外谱特征以及它与恒星早期物质喷发的关系,1988年1月、8月和1989年1月、8月,我们在北京天文台兴隆站用新建的     

富勒烯与星际消光

近年来,富勒烯这一重要碳尘埃在天文观测上得到了证认,多种天体环境中均探测到了C₆₀和C₇₀的红外振动光谱.本文重点研究了三种主要的富勒烯C₆₀,C₇₀和C₈₄的星际丰度.利用实验获得的C₆₀,C₇₀和C₈₄的介电函数,计算了它们在可见光和紫外波段的吸收特性.通过与星际消光曲线的比较,得出C₆₀,C₇₀和C₈₄在星际空间所占碳的含量上限(相对氢来说)分别为5,7,5 ppm (其中ppm是百万分比).     

超新星遗迹与绿色延展天体的相互关系

超新星遗迹是超新星爆发后的残留物,包含爆发喷射物以及周围与其相互作用的物质;绿色延展天体是大质量恒星形成区候选体.这两类天体都与大质量恒星的形成与死亡有密切关系.本文尝试探究超新星遗迹与绿色延展天体的相互关系,以期对超新星是否促进大质量恒星形成这一问题有进一步了解.本研究通过计算得到14组超新星遗迹和绿色延展天体的相对距离,发现最小的也在百秒差距量级.通过分析274个超新星遗迹与298个绿色延展天体的空间分布,发现相对于其他区域,超新星遗迹附近的绿色延展天体明显多一些,但可能是因为超新星遗迹附近分子云密度大造成.斯必泽红外空间望远镜的巡天范围在银纬b=±1°内,在此范围以外的超新星遗迹附近的绿色延展天体是使用美国宇航局广角红外巡天探测器(WISE)巡天数据搜寻的,找到了4个绿色延展天体.得到的初步结论是超新星遗迹并不能直接促使绿色延展天体形成,但它们之间或许有间接联系.