外星寻宝

人类对太空探索的热情越来越高涨,一方面源于人类对未知领域的好奇心,一方面也源于人类对外星资源的渴望。许多科幻片都曾描述过人类到外星球开矿致富的故事。虽然要实现外星发财的梦想尚需时日,但是这样的故事并非没有依据,因为天文学家发现了越来越多的太空矿藏。     

基于脉冲星定时模型的自主导航定位方法

讨论了脉冲星定时模型的基本原理,在分析脉冲到达时刻（time of arrival,TOA）向太阳系质心传递时的各项时间延迟修正的基础上,给出了航天器进行深空自主定位的一种迭代方法,并推导了定位算法的线性化形式．以航天器初始位置估计作为脉冲星定时模型的输入,计算脉冲TOA的预测值和93算值的偏差,通过最小二乘法进行航天器的位置修正．最后,分析了建模误差和参数误差等影响定位精度的主要误差源．     

奇怪的一对？还是亲密的挚友？

对于高能天体物理学家来说 ,宁静美丽的夜空是世界上最美丽的假象。“那儿其实是一个野生动物园 ,”美国航空航天局马休空间飞行中心的克里莎·库维利奥多 (ＣｈｒｙｓｓａＫｏｕｖｅｌｉｏｔｏｕ)说。她和她的同事正在研究宇宙中最具有野性、最让人难以捉摸的物体 ,这就是我们所知的软γ射线再现源 (ＳＧＲ)和反常Ｘ射线脉冲星 (ＡＸＰ)———这两种天体用它们惊人的相似之处已嘲弄了天文学家达十几年之久。ＳＧＲ和ＡＸＰ的主要不同之处是 ,ＳＧＲ具有更“硬”的光谱 (含有更多的高能辐射 ) ,而且不像ＡＸＰ ,它们瞬间爆发。库维利奥多说 …     

黑洞-脉冲星系统强引力中的光传播效应

脉冲星是宇宙中最精确的时钟,其信号周期的精确度能够超过原子钟;它发出的脉冲在到达地球的过程中,如果途径黑洞附近,会被强引力场弯曲,原则上可以通过观测接收到的脉冲来研究黑洞和强引力场的性质.我们以围绕银河系中心超大质量黑洞做圆周运动的脉冲星为研究对象,分析了强引力场对脉冲路径的影响和脉冲到达时间的延迟.结果表明,脉冲轨迹和时延敏感依赖于观测者的观测倾角.观测角越大,强引力场效应就越显著.相比于黑洞的引力质量,黑洞自旋对结果的影响较小;当观测者偏离脉冲星轨道平面较大,即观测角较小时,黑洞的自旋效应明显变小;因此,需要借助高精度和灵敏度的望远镜来探究黑洞自旋的影响.     

首位数规律在物理学中的应用

 自然世界数据库中的首位非零数字并不以1~9的等概率出现,而是符合一个对数分布,即Benford定理。在研究该定理在粒子物理与天体物理中的表现时发现,粒子物理中的强子宽度与寿命、脉冲星中的功率与运动等多类物理量均符合Benford分布;统计物理中的三大正则统计——玻尔兹曼-吉布斯统计、费米-狄拉克统计和玻色-爱因斯坦统计均解析满足首位数规律。本文简介了首位数定理,阐述了其在粒子物理、脉冲星中的应用,讨论其标度不变性、整数幂次不变性、基数不变性等性质,最后分析了三大物理统计中的首位数规律。如何更好地理解Benford定理这个“百年难题”,探讨首位数分布的自然规律,还需要更多的后续研究。     

基于脉冲星和太阳敏感器的日地系Halo轨道组合导航研究

为提高平动点轨道探测器的自主导航能力,提出一种利用X射线脉冲星和太阳敏感器的导航算法. 利用X射线脉冲星导航理论,用X射线探测器测量X射线脉冲到达时间,同时利用太阳敏感器测量太阳视线方向矢量,建立导航系统观测方程. 在高精度星历模型下,对日地系Halo轨道建立数学模型,利用二级微分修正方法获取地球质心惯性系下的标称轨道,利用基于UD分解的联邦Unscented卡尔曼滤波方法进行状态估计,并研究了摄动因素对导航结果的影响. 仿真结果表明,该方法能够完成日地系平动点轨道的自主导航,并且比X射线脉冲星单独导航具有更高的导航精度.      

基于X射线脉冲星的组合导航方法研究

X射线脉冲星导航是一种新兴的航天器自主导航技术。由于其自身的局限性,单独脉冲星导航还无法满足航天器高精度自主导航定位的需要。为此,不少学者将其他导航方法与脉冲星导航相结合,提出了多种组合导航。本文对这些基于脉冲星的组合导航进行分析与比较,给出了这些方法各自的优点和应用场合。     

脉冲星与夸克星

简要地回顾了脉冲星、中子星和夸克星的研究历史;总结了当前(特别是笔者所在研究小组)对于夸克星研究的进展并指出所面临的主要问题,特别讨论了区分普通中子星和夸克星的可能途径;给出了一些夸克星候选体以及未来可能的观测检验。     

脉冲星磁层中共振逆康普顿散射对次级粒子分布函数的影响

共振逆康普顿散射(RICS)已被证明在典型的脉冲星表面温度和磁场条件下,是次级粒子(洛仑兹因子低于104)主要的能量损失机制.次级粒子的分布函数也会因为共振逆康普顿而改变.文章重新计算了次级粒子最后稳定分布函数,并修正了Lyubarskii和Petrova(2000)一文中分布函数结果不满足次级粒子数目守恒的假设.就此结果在解释脉冲星射电谱拐折现象中的应用进行了讨论.