【儀表網(wǎng) 儀表研發(fā)】近期，《天文和天體物理學(xué)研究》(Research in Astronomy and Astrophysics)在線發(fā)表了中國科學(xué)院云南天文臺博士盧開興及其合作者的研究成果。該研究基于云南天文臺麗江天文觀測站2.4米望遠(yuǎn)鏡光譜觀測的定標(biāo)需求，提出了一種改正光譜大氣吸收的新方法，改正精度達(dá)1%。
 

　　大氣吸收是消光的一種，是大氣中各成分對電磁波輻射的選擇吸收。地基望遠(yuǎn)鏡觀測記錄下來的是天體輻射的電磁波與大氣層相互作用后的信號。在可見光波段，由于水汽和氧氣等對固定能量的光子進(jìn)行選擇吸收，使得觀測數(shù)據(jù)中出現(xiàn)明顯大氣吸收帶(如下圖)。
 

　　改正大氣吸收獲得真實(shí)的科學(xué)數(shù)據(jù)是大部分地基望遠(yuǎn)鏡觀測活動必經(jīng)的定標(biāo)過程。傳統(tǒng)的大氣吸收改正方法需要在科學(xué)目標(biāo)觀測前后，在附近天區(qū)觀測大氣吸收標(biāo)準(zhǔn)星。基于小視場的時域觀測研究中，該方法將占用大量的望遠(yuǎn)鏡觀測時間。此外，該方法無法在完全同時的觀測條件下觀測科學(xué)目標(biāo)和標(biāo)準(zhǔn)星、天氣和望遠(yuǎn)鏡指向狀態(tài)等的變化，導(dǎo)致光譜大氣吸收的改正精度不高。
 

　　該研究中，研究人員利用麗江天文觀測站2.4米望遠(yuǎn)鏡的長縫光譜儀，將科學(xué)目標(biāo)和在其周圍選取的比較星(恒星)放入狹縫同時觀測，從而同時獲得傳播穿過了完全相同大氣層的目標(biāo)和比較星光譜。結(jié)合恒星物理研究建立的恒星模板光譜庫，或LAMOST和SDSS光譜巡天建立的恒星光譜數(shù)據(jù)庫，該研究采用觀測比較星光譜匹配恒星模板光譜的方法，獲得比較星的大氣吸收譜。兩個天體在同一長縫同時觀測，具有完全相同的觀測條件，如傳播經(jīng)過的大氣層和望遠(yuǎn)鏡指向狀態(tài)等相同。因此，模板匹配獲得的大氣吸收譜可用來改正觀測光譜的大氣吸收。
 

　　利用活動星系核氧發(fā)射線流量恒定的特點(diǎn)，該研究通過精心設(shè)計(jì)，選取紅移上滿足氧發(fā)射線落入水吸收帶的活動星系核開展時域觀測，測得氧發(fā)射線流量曲線。通過計(jì)算大氣吸收改正前和改正后氧發(fā)射線的流量彌散，對新提出的光譜大氣吸收改正方法進(jìn)行評估，發(fā)現(xiàn)該方法對光譜大氣吸收的改正精度為1%。對于具備長縫光譜儀的地基望遠(yuǎn)鏡觀測，該方法具有普適性。此外，研究人員還利用大氣吸收改正前的氧發(fā)射線流量曲線和從比較星模板光譜匹配中獲得的一系列大氣吸收譜調(diào)查了麗江天文觀測站的大氣吸收特性，發(fā)現(xiàn)大氣吸收深度主要由大氣視寧度、觀測目標(biāo)的高度和季節(jié)性水汽含量變化調(diào)制。這些規(guī)律也是所有天文觀測臺址共有的大氣吸收性質(zhì)。
 

　　研究工作獲得國家自然科學(xué)基金、中科院西部青年學(xué)者、云南省基礎(chǔ)研究專項(xiàng)面上項(xiàng)目的支持。