改正光谱大气吸收新方法亮相 改正精度达1%_ON智云


发布日期 2022-06-23

大气吸收是消光的一种,是大气中各成分对电磁波辐射的选择吸收。记者7月26日从中科院云......

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大气吸收是消光的一种,是大气中各成分对电磁波辐射的选择吸收。记者7月26日从中科院云南天文台获悉,该台研究人员最新提出了一种改正光谱大气吸收的新方法,改正精度达1%。我国《天文和天体物理学研究》期刊在线发表了研究成果。

通常,地基望远镜观测记录下来的是天体辐射的电磁波与大气层相互作用后的信号,改正大气吸收获得真实的科学数据,是大部分地基望远镜观测活动必经的定标过程。传统的大气吸收改正方法需要在科学目标观测前后,在附近天区观测大气吸收标准星,但无法在完全同时的观测条件下观测科学目标和标准星,天气和望远镜指向状态等的变化,导致光谱大气吸收的改正精度并不高。

地基望远镜天文观测的大气吸收示意图。O(图片来源:云南天文台)

中国科学院云南天文台卢开兴博士及其合作者利用丽江天文观测站2.4米望远镜的长缝光谱仪,将科学目标和在其周围选取的恒星比较星放入狭缝同时观测,从而同时获得传播穿过了完全相同大气层的目标和比较星光谱。研究采用观测比较星光谱匹配恒星模板光谱的方法,获得比较星的大气吸收谱。两个天体在同一长缝同时观测,具有完全相同的观测条件,如传播经过的大气层和望远镜指向状态等相同。因此模板匹配获得的大气吸收谱可用来改正观测光谱的大气吸收。

利用活动星系核氧发射线流量恒定的特点,研究人员通过精心设计,选取红移上满足氧发射线落入水吸收带的活动星系核开展时域观测,测得氧发射线流量曲线。通过计算大气吸收改正前和改正后氧发射线的流量弥散,对新提出的光谱大气吸收改正方法进行评估,发现新方法对光谱大气吸收的改正精度为1%。对于具备长缝光谱仪的地基望远镜观测,新方法具有普适性。

卢开兴等人还利用改正前的氧发射线流量曲线,和从比较星模板光谱匹配中获得的一系列大气吸收谱,调查了丽江天文观测站的大气吸收特性,发现大气吸收深度主要由大气视宁度、观测目标的高度和季节性水汽含量变化调制。(记者 赵汉斌 通讯员 陈艳)