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去噪、解卷积及分解多域光子观测数据
摘要： 基于光子计数数据的天文成像是一项非平凡的任务。本文展示了如何对多域光子观测数据进行去噪、解卷积和分解处理。核心目标是建立精确且具有理论依据的似然函数与先验模型，从而可靠地估计数据集中形态各异但相互叠加的光子通量成分。该方法在去噪解卷积光子计数的同时，将其分解为弥散辐射、点源辐射及无关背景辐射通量。该分解基于信息场理论（IFT）框架下的概率分层贝叶斯参数模型。相较于前身算法D3PO，D4PO能重建多域成分——每个成分定义于其独有的多重独立域直积空间（如位置域与能量域）。D4PO可分别重建各成分子域间的关联结构，由此推断出的关联关系（点源通量的空间关联除外）隐式定义了形态各异的源成分（点源通量按定义具有空间非相关性）。通过包含光谱与空间信息的合成真实感模拟数据集验证了算法性能：D4PO成功将光子计数图像分解为位置-能量双变量函数形式的弥散辐射、点源辐射及背景辐射，并实现了去噪解卷积；同时基于后验密度函数及各域流形特性，提供了重建场及其关联结构的不确定性估计。
关键词： 伽马射线：一般性研究，方法：数据分析，方法：统计分析，X射线：一般性研究，方法：数值计算，技术：图像处理
更新于2025-09-23 15:23:52
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Hinode/EIS观测的宁静热冕层热结构
摘要： 目的：先前研究通过太阳动力学天文台（SDO）搭载的大气成像仪（AIA）三个窄波段通道图像，在太阳活动区诊断出一个极热等离子体成分。该基于极紫外（EUV）成像数据的诊断结果也得到了日出号卫星搭载的极紫外成像光谱仪（EIS）所观测热钙XVII谱线发射形态的佐证。但由于视线方向上发射量分布未知，这一证据存在争议。本文利用EUV光谱数据详细研究此类活动区的热分布特征。 方法：在SDO/AIA、日出号/EIS和X射线望远镜（XRT）共同观测的活动区中，选取含极热等离子体成分的子区域与较冷对比子区域。提取两者的平均光谱，筛选14条能均匀探测5.5<log T<7温度范围的强谱线。通过马尔可夫链蒙特卡洛方法重建这些谱线的发射量分布。通过对比两个子区域、采用不同反演方法、结合图像形态以及窄/宽带成像仪测量的流量进行交叉验证。 结果：发现较冷区域呈现平坦无特征的分布且在log T≥6.3温度下降，而热区域的分布则在log T=6.6处呈现明显峰值并向两侧逐渐递减，从而支持成像仪诊断出的极热成分特性。其他交叉验证结果与此一致。 结论：本研究完善了活动区成分分析，所得结果表明活动区核心存在少量温度log T>6.6的极热等离子体成分。
关键词： 技术：成像光谱学、太阳：紫外辐射、太阳：日冕、技术：光谱学、太阳：X射线、伽马射线
更新于2025-09-23 15:23:52
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从太阳耀斑到恒星耀斑的特征
摘要： 背景：过去13年间，太阳高能质子事件与X射线耀斑的关联一直是多项研究的焦点。这些研究基于地球静止环境业务卫星（GOES）对两者的观测数据，建立了若干峰值尺寸分布函数。近期研究采用其中一个函数估算了M型矮星AD Leonis周围的恒星质子注量。然而，现有峰值尺寸分布函数的对比显示彼此存在显著差异。 目的：本文旨在推导新的峰值尺寸分布函数，以更准确地估算G型、K型和M型矮星的恒星质子通量。 方法：通过结合2009年太阳极小期SphinX数据及1975至2005年间新获取的GOES数据，我们将基于GOES的峰值尺寸分布下延至B级X射线耀斑强度，由此建立适用于太阳质子通量（E>10 MeV）的新幂律峰值尺寸分布函数。但其斜率与文献报道值存在差异，因此另构建了双幂律峰值尺寸分布函数。首次将该函数扩展至更高X射线耀斑强度（10^-1 W m^-2及以上），从而推演出G型、K型和M型矮星周围恒星质子通量的最佳与最差情景近似值。 结果：针对新峰值尺寸分布函数在G型、K型和M型矮星耀斑强度中的影响研究表明，在最差情景下，既往研究可能低估恒星质子通量达1至5个数量级。
关键词： 恒星：耀斑，太阳：粒子发射，太阳：X射线，太阳：耀斑，伽马射线
更新于2025-09-23 15:23:52
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利用太阳极紫外图像测定微分发射量
摘要： 自2010年以来，太阳动力学观测站（SDO）搭载的大气成像组件（AIA）持续提供高频率、高分辨率的全日面紫外-可见光/极紫外（EUV）图像，在所有太阳探测任务中拥有最佳时间覆盖率。目前已开发多种代码用于从AIA图像中提取等离子体微分辐射量（DEMs）。尽管应用广泛，但这些方法仅凭AIA数据无法有效约束耀斑温度区间的DEM，常导致推算的X射线通量远高于实际观测值。传统解决方案是通过引入软X射线图像等其他数据集增加约束条件，但往往损失等离子体DEM的空间信息。本文提出一种新型DEM约束方法：通过测试稀疏反演代码发现默认参数可能产生过高X射线通量，基于模拟与实测AIA数据的验证，我们给出了基函数与容差的推荐设置。新方案仅利用AIA图像获得的DEM解与（热）X射线观测高度吻合，能通过映射约0.3至约30百万开尔文的热等离子体提供关键信息。该改进对理解单个X射线源本质具有里程碑意义，尤其对耀斑触发机制研究至关重要。
关键词： 磁重联，方法：数据分析，太阳：X射线、伽马射线，太阳：耀斑，太阳：日冕，太阳：紫外线辐射
更新于2025-09-23 15:23:52
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重新审视河外背景光与宇宙光子-光子不透明度（勘误）
摘要： 由于不明原因，《Franceschini & Rodighiero（2017）》论文中的所有表格均出现错位。该论文中表1-3所列数据与《Franceschini等人（2008）》发表的内容完全相同。我们在此以表1、表2和表4的形式，重新报告了基于光子能量函数的正确光子本征数密度及光子-光子光学深度数值。借此机会，我们还根据部分读者对《Franceschini & Rodighiero（2017）》论文的请求，新增了表3——包含红移2至3.5区间预测的外星系背景光数值。所有光子数密度与光子-光子光学深度的计算均包含宇宙微波背景辐射贡献（假设为T=2.728K的黑体辐射）。除表格数值外，《Franceschini & Rodighiero（2017）》论文其余内容均未受此问题影响。
关键词： 附录、伽马射线：星系、弥散辐射、勘误表、宇宙背景辐射、蝎虎天体：总论
更新于2025-09-23 15:22:29
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日出卫星X射线望远镜对宁静太阳、活动区及耀斑等离子体的响应
摘要： 目的：我们利用与Hinode极紫外成像光谱仪（EIS）的同步观测数据，研究了Hinode X射线望远镜（XRT）对耀斑、活动区及宁静太阳区的响应，并检验了EIS与XRT的相对强度定标。 方法：基于CHIANTI原子数据库，使用EIS微分发射量分布（DEM）曲线生成合成光谱。通过合成光谱确定各XRT通道中谱线与连续谱辐射的贡献，并将其与各XRT通道的有效面积进行卷积运算。将预测的各通道总计数率与实测计数率进行对比，同时探究了元素丰度变化及反演温度范围的影响。此外还计算了XRT波段获取的DEM并与EIS结果进行比较。 结果：对于活动区观测，多数XRT通道的实测计数率与基于EIS观测的预测值基本吻合，但受所选元素丰度影响显著。在相邻宁静太阳区及耀斑区域均发现预测与实测计数率存在明显差异并展开讨论。针对活动区、宁静太阳及耀斑观测，本文呈现并分析了构成XRT通道的合成光谱及连续谱辐射贡献。
关键词： 太阳：元素丰度、伽马射线、日冕、X射线
更新于2025-09-23 15:22:29
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瞬变伽马射线源J0109+6134的可变光学/红外对应体
摘要： 背景：我们研究了耀变伽马射线源J0109+6134的光学/红外对应体，该源被认为是一个穿过银河平面的耀变体。 目标：最初工作旨在通过研究其时间行为来确认先前提出的光学对应体，后续随着新数据获取将研究扩展至红外波段。 方法：利用利物浦机器人望远镜开展长期差分CCD测光观测，并借助红外卫星数据探索该源在长波段的变异性。 结果：迄今仅在红外波段观测到与伽马射线耀发显著相关的变光证据，这强烈支持所提光学/红外对应体认定的正确性。此外，我们的光学测光发现存在持续数周、振幅达1.7星等的强光学耀发——该光学事件在费米卫星近同步监测中未呈现对应的伽马射线活动。伽马射线"孤儿"光学耀发在其他耀变体中罕见，J0109+6134或将成为未来研究的又一重要案例。
关键词： 伽马射线：星系，BL Lac天体：个别天体：J0109+6134
更新于2025-09-23 15:22:29
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TXS 0506+056电磁辐射与中微子辐射的轻强子单区模型
摘要： 长期以来，具有相对论性喷流的活跃星系核一直是河外宇宙射线和中微子起源的主要候选者。BL Lac天体TXS 0506+056是首个被观测到与高能中微子（IceCube-170922A，由冰立方天文台探测到）存在较高置信度（约3σ）关联的天体物理源。费米-LAT望远镜发现该源在超高能γ射线波段活跃，MAGIC望远镜则在其极高能γ射线波段探测到活动。为统一解释TXS 0506+056的中微子辐射与多波段电磁辐射，我们详细研究了单区轻子-强子联合辐射模型——假设喷流中电子与质子共空间加速，并以电子同步辐射光子作为光致强子中微子产生的靶粒子。针对γ射线主导机制的两种情形（1）质子同步辐射主导或（2）同步自康普顿辐射主导（两种情形下光致强子级联贡献虽次但要不可忽略），我们广泛探索了辐射区物理条件与粒子群的参数空间。研究发现后者能与中微子观测数据相容，而前者因中微子产生率不足被强烈排除。
关键词： 伽马射线：星系，BL Lac天体：个体：TXS 0506+056，辐射机制：非热，中微子
更新于2025-09-23 15:22:29
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2011年9月6日耀斑中由束流电子引发的失而复得日震
摘要： 2011年9月6日和7日，活动区NOAA 11283产生了两次X级耀斑，已有多位学者对此进行过深入研究。其中9月6日的X2.1级耀斑与该区域产生的首批同源白光耀斑相关，但尽管9月7日第二次耀斑检测到了日震信号，此次耀斑却未发现相应日震。本文通过出射功率的统计显著性分析首次观测到该耀斑的日震现象，并经由定向全息术和时距图验证。表面波前呈现向西北方向的定向偏好。我们结合电子束加热耀斑大气的辐射流体动力学模型与超音速激波在太阳内部产生声波的流体动力学模型来解释此次日震及相关耀斑辐射。耀斑大气流体动力学模型产生以超音速向光球层及下方传播的流体动力学激波。我们首次推导出激波在特定深度沉积时的速度（最高达140公里/秒）和起始时间（耀斑爆发后约50秒），这些激波参数通过该耀斑硬X射线和白光辐射的辐射特征得到证实。研究发现耀斑下方内部的激波传播会产生沿激波传播方向拉长的声波，从而在太阳表面形成各向异性波前。通过将太阳表面检测到的地震特征与模拟激波速度推导的声波前模型相匹配，我们推断激波必须以约30°倾角向当地太阳垂直方向沉积。因此，本研究改进的地震探测技术与双流体动力学模型相结合，为太阳耀斑中地震特征的观测和解释开辟了新途径。
关键词： 太阳：X射线、伽马射线、辐射转移，太阳：耀斑，太阳：日震学，流体动力学
更新于2025-09-23 15:21:21
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利用VLT上的X-shooter对高能BL?Lacertae天体进行光谱观测
摘要： 背景：在γ射线中探测到的BL Lac天体，尤其是那些被切伦科夫望远镜探测到极高能量（E > 100 GeV）的天体，是极端辐射源，其中大多数红移值低于0.2。对这些天体的研究有助于揭示此类系统中的加速机制，同时也是约束河外背景光密度的有效工具——特别是当多个不同红移的天体被探测到时。由于它们的光谱主要由喷流的非热辐射主导，且光学波段的光谱特征微弱而狭窄，测量其红移具有挑战性。然而，这种测量至关重要，因为它能准确确定天体的距离和光度，从而建立一致的辐射模型。 目标：本研究旨在测量γ射线探测到的BL Lac天体的红移，并确定其宿主星系的整体特性。 方法：我们利用欧洲南方天文台甚大望远镜（VLT）搭载的X-shooter光谱仪观测了八个BL Lac天体样本，以发挥其前所未有的波长覆盖范围和约五倍于常规研究的分辨率优势。我们提取了紫外至近红外（UVB到NIR）光谱，并校正了地球大气吸收后进行流量定标。通过系统性地搜索光谱特征，在可能的情况下确定了宿主星系对整体辐射的贡献。 结果：在八个BL Lac源中，我们测量了五个天体的红移，并通过探测介入系统为另外两个设定了下限值。这七个天体的红移均大于0.2。对于剩余的一个天体，我们采用间接方法估算其红移大于0.175。在两例中，我们推翻了其他文献报道的红移值。通过精细建模，我们确定了宿主星系的星等。在两例中，发射线的探测为宿主星系气体的整体特性提供了线索。尽管样本量极小，但我们注意到本次活动的红移测定效率高于以往研究，这主要归因于X-shooter相对更高的分辨率。
关键词： 星系：活动星系，星系：距离与红移，蝎虎座BL型天体：总论，伽马射线：星系
更新于2025-09-23 15:21:21