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新方法为点源稀疏的观测视场带来好消息

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  新方法为点源稀疏的观测视场带来好消息

近日,中国科学院紫金山天文台(以下简称紫金山天文台)的研究人员提出了一种利用多次曝光的星系图像来限制点扩散函数(PSF)的新方法,相关研究成果在线发表于《皇家天文学会月报》。

  

记者从紫金山天文台获悉,弱引力透镜效应是遥远天体(背景星系)发出的光线在传播路径中受到引力质量偏折后,使观测到的背景星系图像发生微弱形变(通常约为1%)的一种天文现象。这种形变在直观视觉上不易被发现,但在统计上对比随机样本就可以找到该信号,通过对这种信号的计算可以帮研究人员测量引力透镜的质量,甚至宇宙的密度分布。

  

因此,弱引力透镜被视为十分有效的宇宙学研究探针之一,也是当今众多大型巡天项目的主要科学目标之一。

  

研究人员在开展实际观测中发现,观测到的星系图像还会受到其他各种因素的影响,其中PSF是影响弱透镜信号测量精度的最大干扰因素之一。由于弱引力透镜信号是比较微弱的一种信号,多数隐藏在噪音之下,对PSF的测量精度直接影响了弱引力透镜信号精确测量。

  

提高PSF测量精度成了弱引力透镜研究人员一直以来孜孜不倦追求的目标。紫金山天文台博士研究生聂麟和研究员李国亮等人提出了一种新的PSF测量方法:光滑基函数主成分分析法(SPCA/iSPCA)。

  

该方法通过对传统的PSF测量方法——期望最大化主成分分析(EMPCA)方法进行改进,引入一组光滑的基函数去拟合各阶主成分,再线性组合,从而获得了对PSF的光滑的主成分构建,解决了在传统PCA(主成分分析)或EMPCA方法中对背景噪声的过拟合问题。改进后的iSPCA方法避免了在传统PCA 方法中对恒星图像做中心对齐,避免了插值算法可能引入的潜在问题。该方法实现了比传统方法更高精度对PSF的测量,进一步改善了研究人员对弱引力透镜信号的提取。相关研究成果此前已在线发表于《皇家天文学会月报》。

  

近期,聂麟和国亮等人提出的PSF的新方法,也是延续了之前的研究。PSF一般都是由测量点源(比如恒星)来获得,而新方法能利用多次曝光的展源图像(比如星系图像)来进一步限制PSF。这对于点源比较稀疏的观测视场来说是一个好消息。另外该方法有望为传统PSF的插值方法提供额外的补充,为PSF插值提供更好的限制。(来源:中国科学报沈春蕾)

  

相关论文信息:

  

https://doi.org/10.1093/mnras/stab733

  

https://doi.org/10.1093/mnras/stab2824

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作者:李国亮等 来源:《皇家天文学会月报》

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分类标签:科学进展  

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