中國天文學家首次建立超長波天空模型


頻率在受到地球電離層的吸收和折射,以及地面射電干擾的嚴重影響,該頻段很難在地球、甚至近地軌道上進行觀測。至今為止只有幾個在地面和月球軌道上進行的非常低分辨率的觀測,沒有清晰的全天天圖。超長波這一新的電磁波窗口不僅將為我們揭露銀河系與星際介質的結構、宇宙線起源與傳播機制、河外射電星系與星系團的演化、太陽活動與行星磁場等重要問題,其中更蘊藏著宇宙黑暗時代的物質分佈資訊,從而填補可觀測宇宙的最後一段空白,為宇宙起源提供重要線索。

為了打開這一新的窗口,近期國內外都在競相推動相關的觀測計劃。在設計超長波觀測的新儀器、制定觀測策略以及測試分離前景和訊號的算法時,人們一直缺乏一個適用於超長波的天空模型。特別是對於超長波天文干涉陣列和未來的月球上超長波陣列,由於天線單元有限,較為精確的天空模型對高分辨率的圖像結果至關重要。

國家天文台叢艷平、岳斌、徐怡冬、陳學雷、黃啓志、左世凡等科研人員研究超長波特有的星際介質吸收效應,首次構建了一套適用於超長波波段的天空模型 研究發現,在超長波波段,特別是頻率低至 此外,由於電子分佈的複雜性,在天圖上還可看到明顯的結構特徵,比如旋臂的陰影和旋臂之間的空隙對應的較亮部。

目前,超長波天空模型仿真係統已用作鴻蒙計劃端到端觀測模擬與仿真係統的輸入模塊,為未來的超長波實驗儀器設計、觀測策略制定、數據分析和科學解釋提供重要的依據。

【圖、文:節錄自中國科學院國家天文台;新聞資訊由林景明提供】研究全文刊登在2021年6月23日出版的《天體物理學報》

論文連結請按左下角「外部連結」

https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/abf55c

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