2022-01-03

1. Has the impact flux of small and large asteroids varied through time on Mars, the Earth and the Moon?

   Planetary Science, Solar System, Lunar, Mars, Asteroid

   通常认为太阳系在过去30亿年间小行星的撞击流量是恒定的。地月系统在过去20亿年间出现撞击的峰值，可能与主带小行星碎裂相关。通过研究火星上大于20公里的521个撞击坑的大小和频率分布，表明小型（>5m）和大型（>1km）小行星的流量是耦合的coupled，在过去6亿年间没有发生变化。地球上在奥陶纪时期（4.7亿年）形成的大量撞击坑可能是保存偏差，月球上撞击的峰值可能是定年的不确定性导致的。

   因此得到结论，太阳系内大型（>1km）和小型（>100m）的陨石坑的产生速率是兼容的，小行星碎裂对陨石坑形成率的影响是有限的。这与传统模型一致：Yarkovsky 效应将小行星碎裂产生的大型碎片推向轨道共振，小型碎片通过碰撞被磨碎。

2022-01-04

1. A MeerKAT, e-MERLIN, H.E.S.S. and Swift search for persistent and transient emission associated with three localised FRBs

   High Energy, Fast Radio Burst, Host Galaxy

   使用MeerKAT搜索非重复暴FRB20190714A和重复暴FRB20190711A和FRB20171019A可能存在的持续射电辐射。同时使用H.E.S.S.、e-Merlin和Swift在伽马射线、X射线、紫外、光学和射电波段对FRB20171019A进行观测，没有信号探测给出其在不同波段的辐射通量上限。

   对非重复暴FRB20190714A在$z=0.2365$处探测到$\sim 53\mathrm{m}\mathrm{J}\mathrm{y}/\mathrm{b}\mathrm{e}\mathrm{a}\mathrm{m}$的峰值亮度的弥漫辐射，这可能是其宿主星系的持续辐射，是第三个有持续射电辐射的快速射电暴，表明可能是重复暴。但是MeerKAT对这三个快速射电暴的观测，在$0.08\mathrm{J}\mathrm{y}\cdot \mathrm{m}\mathrm{s}$的阈值下没有探测到重复爆发。

2. On the period-age relation of long-period variables

   Stellar, Variables

   长周期变星存在经验上的周期-年龄关系，但这一关系很少有理论支撑。使用nonlinear pulsation calculations模拟长周期脉动变星的周期分布，与等龄线结合，观察周期和年龄的关系，并与银河系中长周期变星的观测进行比较，发现模型预测与观测一致，即周期随年龄的增加而减小，并且富氧和富碳的周期年龄关系有不同的斜率。

   这一关系应包含在fundamental mode脉动的变星都包含进来，并且由于周期分布有一定的宽度，因此使用这一关系研究单个长周期变星的年龄时需要谨慎考虑弥散。

   

2022-01-05

1. Are the Newly-Discovered z∼13 Drop-out Sources Starburst Galaxies or Quasars?

   Extragalactic Galaxy, Cosmology

   Harikane et al. (2021b)探测到两个$z\sim 13$的星系候选体，距离大爆炸只有$330\mathrm{M}\mathrm{y}\mathrm{r}$。研究这两个源的物理性质，包括紫外光亮度和数密度等，这两个源可能是恒星形成星系或者类星体。如果是恒星形成星系，则需要极高的恒星形成率，或者恒星形成率随晕质量的增加而增加，或者初始质量函数更平。如果是类星体，则由黑洞产生的紫外光亮度是${10}^8{M}_{\odot }$，需要极大质量的黑洞，但与$z\sim 7.5$的类星体所需参数一致。

2. A comprehensive observational study of the FRB 121102 persistent radio source

   Fast Radio Burst, Extragalactic Galaxy, AGN, Radio

   使用VLA的Ku 12-18GHz和K 18-26GHz波段测量FRB121102的PRS的流量变化来限制其物理大小。两个波段的流量有变化可能是由于银河系的折射闪烁造成，并且要求源的大小$<{10}^{17}\mathrm{c}\mathrm{m}$。VLA的观测发现流量变化小于闪烁理论对PRS的预测，说明其可能不是AGN。

   使用Keck测量$H_{\alpha }$，从发射线宽度估计可能存在的超大质量黑洞的质量为$<{10}^{4\sim 5}{M}_{\odot }$。如果PRS是一个AGN，观测到的射电和X射线的光度应该对应更大质量的黑洞。另外也没有从Keck的光谱和PanSTARRS的目录中发现PRS相同红移的近邻星系。

   因此，没有发现任何证据支持FRB121102的PRS是一个AGN。

2022-01-06

1. Detection of extragalactic Ultra-Compact Dwarfs and Globular Clusters using Explainable AI techniques

   Extragalactic Galaxy, Cluster, Machine Learning

   星系周围的致密恒星系统，如超致密矮星UCDs和球状星团GCs，可以用来示踪星系的合并事件。由于缺乏光谱信息，使用成像数据探测UCDs和GCs是不稳定的。这里使用Localized Generalized Matrix Learning Vector Quantization向量量化聚类和随机森林，并使用Synthetic Minority Over-sampling的方法处理样本不均匀的问题，从Fornax的$\mathrm{u},\mathrm{g},\mathrm{r},\mathrm{i},\mathrm{J},\mathrm{K}\mathrm{s}$六个滤光片数据中识别对象。两个方法都做到了$93\mathrm{\%}$的查全率，并且LGMLVQ还可以返回不同类别不同特征的重要性。结果表明，$g-r$的颜色对聚类提供了更多的信息。

2022-01-07

1. SORA: Stellar Occultation Reduction and Analysis

   Planetary Science, Solar System, Light Curve, Software

   恒星掩星可以用来确定掩星体的尺寸、形状、天体测量等信息。LSST观测预期太阳系内天体数量将增加。SORA是用来做掩星数据归算的程序，包括从预测掩星事件以及确定天体大小、形状和位置。

2022-01-10

1. Cosmology with one galaxy?

   Extragalactic Galaxy, Cosmology, Machine Learning, XGBoost

   暗物质导致宇宙加速膨胀，确定暗物质的性质是宇宙学最重要的目标之一。使用星系的属性，如恒星质量、气体金属性和恒星形成率等训练神经网络模型，得到宇宙学参数。发现在固定${\mathrm{\Omega }}_b$的情况下，可以在$10\mathrm{\%}$的精度下得到${\mathrm{\Omega }}_m$的值，而且与星系种类无关。所有用来训练的星系属性中，恒星质量、恒星金属丰度和最大圆周运动是影响${\mathrm{\Omega }}_m$的最重要的属性。代码和数据位于这里。

2022-01-11

1. The AUTOmated Photometry Of Transients (AutoPhOT) pipeline

   Stellar, Light Curve, Software

   AutoPhOT基于python的自动测光代码，包含孔径测光、PSF测光、模板减法、人工源注入计算极限星等。

2. The Absence of Periodicity in Repeating FRB

   Fast Radio Burst, Periodicity

   如果快速射电暴有严格周期$P$，如果每个事件的到达时间偏离$\pm 0.6P$以内，在周期图中周期$P$的位置依然有明显的峰值。

2022-01-12

1. Energy functions of fast radio bursts derived from the first CHIME/FRB catalogue

   Fast Radio Burst, Energy Function, CHIME, Redshift

   快速射电暴能量函数的红移演化，即FRB的数密度与能量的关系，暗示FRB的起源。从CHIME的样本中得到非重复暴的能量函数在$z<1$处表现出Schechter 函数的形式。并且能量函数和数密度向高红移处下降，与宇宙恒星质量密度演化相似，而与恒星形成率不同。

   表明非重复暴可能是由老的星族组成，如中子星和黑洞等。

2. Is FRB 191001 embedded in a supernova remnant?

   Fast Radio Burst, Host Galaxy, Supernova Remnant

   FRB191001位于一个恒星形成星系的旋臂处，宿主星系的$DM\approx 200\mathrm{p}\mathrm{c}\mathrm{c}{\mathrm{m}}^{-3}$。分析发现其在旋臂中的位置与超新星在旋臂中的分布一致。以SN贡献的DM来看，core-collapse要比thermonuclear runaway更合适。但是观测到的RM并不能证实射电暴是穿过超新星遗迹的。

3. A comprehensive photometric and kinematical characteristic of the newly discovered QCs clusters with Gaia EDR3

   Stellar, Gaia, Cluster, Kinematics

   ASteCA是用来做星团分析的代码，可以用来确定成员概率、金属性、年龄、距离、总质量、双星比例等。Gaia EDR3在天体测量性能的提高以及新发现的四个疏散星团，使用ASteCA进行分析。

2022-01-13

1. Tracing Milky Way scattering by compact extragalactic radio sources

   Extragalactic Galaxy, ISM, Scattering, AGN, Radio

   星系中恒星之间充斥着星际介质，包括星际气体（分子、原子、离子）、尘埃、电磁场和宇宙线。ISM的雷诺数很大，宇宙线、星际等离子体、恒星与ISM相互作用、银河系自转等都会造成湍动。由于随机的自由电子密度波动，射电辐射穿过ISM时，波前会被扭曲，导致散射。

   喷流相对于同步辐射透明的区域看到的AGN Core相当致密，可以用来探测ISM的散射。相对于脉冲星，AGN数量更多、在天空中均匀分布并且穿过整个散射屏。对脉冲星的研究表明银河系散射屏由两个成分组成

   • 特征尺度约为$500\mathrm{p}\mathrm{c}$的均匀介质
   • 规模为$100\mathrm{p}\mathrm{c}$的尺度为$1\mathrm{p}\mathrm{c}$的小团块集合

   大尺度的不均匀性会导致折射散射效应，如源位置的角度偏移、极端散射效应、流量缓变。小尺度的不均匀性会导致衍射散射效应，如角尺度展宽、流量在时间和频率上的快速闪烁。有两种不兼容的散射屏模型

   • 高斯屏模型。透过高斯散射屏看到的点源的亮度分布是高斯型的，角直径与波长的平方成正比 - $\theta \propto {\lambda }^2$
   • 电子密度波动幂律谱模型。电子密度波动的谱近似为Kolmogorov Law，角直径与波长的2.2次方成正比 - $\theta \propto {\lambda }^{2.2}$
   • 如果没有散射屏，观察到的致密背景源的角直径与其本征大小一致。对于有喷流的活动星系核，观察到的大小与波长成正比 - $\theta \propto {\lambda }^1$

   使用VLBI观测的AGN数据，覆盖$1.4-86\mathrm{G}\mathrm{H}\mathrm{z}$，测量了9525个AGN的角直径，首次建立了银河系ISM大尺度散射特征分布图。热等离子体密度波动的散射屏主要集中在银盘上，并且表现出成团的结构。透过银盘看AGN有明显的增宽，在低频如$2\mathrm{G}\mathrm{H}\mathrm{z}$尤其强烈。散射最强的是银心，那里有Sagittarius A*和Galactic bar。在Cygnus constellation、Taurus A的超新星遗迹、Vela、W78、Cassiopeia A和Orion Nebula处也表现出更强的散射。

   将AGN的视角直径分为本征和散射两部分贡献，透过银盘看到的AGN散射贡献更大。幂律散射指数与湍流等离子体衍射散射的理论预测一致。

2022-01-14

1. The Rate, Amplitude and Duration of Outbursts from Class 0 Protostars in Orion

   Stellar, Star Formation, Infrared

   原恒星至少有一半的质量是在Class 0阶段吸积的。使用$04-17$年Spizer/IRAC的红外光度测量，在Orion中看到3个原恒星的Outbursts，星等变化$>2\mathrm{m}\mathrm{a}\mathrm{g}$。探测到的数量给出原恒星爆发的事件率约${438}_{-277}^{+1446}$年一次。这样的爆发是由快速的质量下降引起原恒星盘中不稳定波动。

2022-01-17

1. Spectral Power-law Formation by Sequential Particle Acceleration in Multiple Flare Magnetic Islands

   High Energy, Magnetic Field, Theory, Flare

   Magnetic islands由耀斑电流片上零星的磁重联产生，它收缩并加速粒子。在这项工作中，假设部分粒子依次跳到另一个加速器上，并提高能量与各向异性。这样的顺序过程产生的粒子光谱是幂律的，并且有高能和低能的截断。

2022-01-18

马丁路德金纪念日停更

2022-01-19

1. The Magnetic Field versus Density relation in Star-Forming Molecular Clouds

   Molecular Cloud, Star Formation, Magnetic Field, Simulation

   使用三位磁流体力学模拟分子云中磁场与密度$B-\rho$的关系，表明低密度和高密度区域是不同的幂律。转折点密度${\rho }_T$，与初始阿尔芬马赫数${\mathcal{M}}_{A0}$成正比，意味着其实有分子云的initial turbulent compression设定。

   

2. Physical Publicly Verifiable Randomness from Pulsars

   High Energy, Pulsar, Random Number

   使用明亮的毫秒脉冲星的flux density作为随机数生成器。

   

3. Why hot Jupiters can be large but not too large

   Planetary Science, Hot Jupiter, Theory

   很大一部分热木星的半径超过1.2个木星半径，这无法用行星演化的标准理论解释，通常认为是潮汐加热导致的。当潮汐加热很强的时候，光度随膨胀增大，到达最大值后减小，此时加热强于冷却，辐射对流边界附近的不透明度近似于$T^4$，热量很难辐射出去，发生失控的膨胀。在这种情况下，热木星的半径不能超过$2.2R_J$，这与观测一致。

2022-01-20

1. A fast radio burst progenitor born in a galaxy merger

   Fast Radio Burst, Galaxy Merger, Star Formation, HI

   测量到FRB180916的HI质量大，但分布紊乱，是一个富含气体但宁静的星系，可能最近经历了小合并，增加了HI的质量，扰乱了HI的分布，压缩了FRB附近的HI增加密度，产生FRB的原生体。

2022-01-21

1. First Solar Radio Burst Observations by the Mexican Array Radio Telescope (MEXART) at 140 MHz

   Solar System, Flare, Radio

   墨西哥国家空间天气实验室LANCE负责协调监测墨西哥上空空间天气影响的一起，其中一个仪器是墨西哥阵列射电望远镜MEXART，中心频率是$139.65MHz$，带宽$1.5MHz$。2015年9月至2019年5月期间，在MEXART的信号中识别了75个太阳射电暴，其中有5个II型事件和70个III型事件。

   

2. An Overview of CHIME, the Canadian Hydrogen Intensity Mapping Experiment

   Cosmology, CHIME, HI, Radio

   加拿大氢气强度测绘实验CHIME是一个在$400-800MHz$运行的漂移扫描射电望远镜，旨在绘制0.8至2.5红移范围内的中性氢，以约束宇宙的膨胀历史。CHIME由4个平行的圆柱反射面组成，南北方向，每个都是$100\times 20m$。这使得CHIME视场是沿子午线的$2^{\circ }$宽的条纹，由于地球自转，每天都能观测到$3/4$的天空。加上FPGA+GPU对信号进行数字化和相关处理，为宇宙学、快速射电暴、脉冲星、VLBI和21cm吸收生成不同的数据产品。下图是由CHIME数据得到的天空地图。

   

2022-01-24

1. Structural properties and classification of variable stars: A study through unsupervised machine learning techniques

   Stellar, Variable, Light Curve, Machine Learning, Classification

   光学引力透镜实验OGLE有庞大的变星数据库，使用PCA和ICA对光变曲线进行分析，并使用K-means对独立成分进行分类，发现其是一个非常强大的分类工具。下图是PCA和ICA的一个成分作为周期的函数，颜色是K-means对独立成分分类的结果。

   

   PCA的目的是找到一组向量表示，使重构误差最小，向量是正交的。ICA是找到一组向量表示，使每个分量最大化独立。PCA一般用来做ICA数据标准化的预处理步骤。

2022-01-25

1. A Comprehensive Study of the Spectral Variation and the Brightness Profile of Young Pulsar Wind Nebulae

   High Energy, Pulsar, Nebulae

   研究年轻脉冲星风星云PWNe的粒子扩散传输，用包含光子指数$\mathrm{\Gamma }$和表面亮度$\mathrm{\Sigma }$的径向截面的纯扩散模型拟合星云截面，这一模型曾在Crab、3C58和G21.5-0.9上测试过。除了扩散引起的光谱软化，还计算了同步辐射功率，并建立了表面亮度曲线。大多数的PWNe的两个截面都很相似，模型可以很好的描述这两个截面，表明在PWNe中，扩散主导了粒子传输。另外，扩散参数与脉冲星物理参数之间没有明显的相关性。

   

2022-01-26

1. The DRAKE mission: finding the frequency of life in the Cosmos

   Astrobiology, Planetary Science, Drake Equation

   DRAKE等式描述有生命的世界的发生率，$R_{\ast }$恒星形成率，$f_p$恒星系统存在行星的比例，$\eta$恒星系统宜居带行星的数量，$f_L$行星出现生命的比例，$f_i$有生命的世界发展出智能的比例，$f_L$智能发展出通信的比例，$L$文明存在的时标，：

   $$N=R_{\ast }\times f_p\times \eta \times f_L\times f_i\times f_c\times L$$

   通过对M型恒星宜居带的行星进行凌星光谱的调查，研究$f_L$的不确定度是如何随样本变化的。结果表明，$f_L$的不确定度是$f_L$的观测值的函数，并且抽样误差要远大于观测误差。如果样本$f_L=0$，则50颗行星的调查可以限制$f_L\le 0.06$，如果样本$f_L=0.1$，则可以限制到$0.03-0.2$。

2. Solar Radio-Frequency Reflectivity and Localization of FRB from Solar Reflection

   Fast Radio Burst, Solar, Lunar, Localization

   快速射电暴的辐射可以被月球和太阳反射。如果探测到之一的反射，信号和反射信号之间的时间间隔会将FRB定位在天空中狭窄的弧线上；如果探测到二者的反射，两条弧线会相交，可以将FRB严格定位。像FRB 200428这样的银河系内FRB足够亮，$25m$的射电望远镜可以探测到月球和太阳的反射。

   这里计算了太阳在flat sun的近似下的反射率，FRB在掠入射的情况下，反射率在$\le 200\mathrm{M}\mathrm{H}\mathrm{z}$下很高，高频反射率低；而在正入射的情况下，反射率只在$\le 100\mathrm{M}\mathrm{H}\mathrm{z}$下很高。

   

2022-01-27

1. Don't Forget To Look Up

   Planetary Science, Comet, Planetary Defense

   一颗直径为10公里的彗星，以$40\mathrm{k}\mathrm{m}/\mathrm{s}$的接近速度撞击地球，冲击能量大约为300 Teratons也即$3\times {10}^{17}\mathrm{k}\mathrm{g}$ 的TNT，大致与恐龙灭绝事件的能量相似，或许比目前世界上核武器库总和大4万倍。这样的事件将是对人类生存的威胁。如果提前6个月发现这样的事件，使用an array of penetrators with small nuclear explosive devices，并用高载重的发射器类似NASA SLS或者SpaceX Starship，可以缓解这样的事件。

2. The 1.28 GHz MeerKAT Galactic Center Mosaic

   Milky Way, Galactic center, Radio Interferometry

   银河系中心$200\mathrm{p}\mathrm{c}$的区域包含一个$4\times {10}^6{M}_{\odot }$的超大质量黑洞，大量的分子气体，以及比银盘高两个数量级的恒星形成和宇宙线能量密度。在只距离$8.2\mathrm{k}\mathrm{p}\mathrm{c}$的情况下，这一区域可以研究各种高能天体物理现象，从极端环境中的恒星，到超大质量黑洞和恒星形成驱动的反馈过程。使用MeerKAT对银心进行了144小时的观测，覆盖$6.5\mathrm{d}\mathrm{e}{\mathrm{g}}^2$，分辨率$4^{″}$，中心频率$1.28\mathrm{G}\mathrm{H}\mathrm{z}$。

   

   在这里发现了许多新的特征，包括超新星遗迹、非热射电纤维Non-thermal Radio Filaments、增强的Radio Arc Bubble / Sgr A / Sgr B，这个项目是SARAO的存档数据研究，数据获取于2018年。

2022-01-28

1. Asteroseismology across the HR diagram

   Stellar, Asteroseismology, Variables

   星震学综述。星震学测量基本的恒星参数，包括质量、半径、年龄、金属性、光度、距离、磁场、自旋、角动量转移、对流、内核燃烧阶段等，支持不同的领域，如银河系考古、系外行星宿主、超新星源、伽马射线和引力波前兆、密近双星起源以及标准烛光。

   这篇综述讨论了过去十年的星震学发展，主要是Kepler和TESS的光变曲线，包括大质量的上主序OBAF恒星、前主序星、奇异星、脉动变星、白矮星、亚矮星和潮汐相互作用的密近双星。

   

2. The EXPRES Stellar Signals Project II. State of the Field in Disentangling Photospheric Velocities

   Exoplanet, Stellar

   由于恒星本征的

   • 变化，如脉动、米粒组织
     • 恒星大气的p-模式震荡：恒星内部对流区内的压力梯度产生的恒星整体震荡，时标在几分钟左右。产生的视向速度变化$0.1-1\mathrm{m}/\mathrm{s}$
     • 米粒和超米粒组织：就是恒星外部大气中的对流胞，这是在对流区内上下翻滚的等离子体包，自然会引起视向速度变化，幅度$0.4-0.8\mathrm{m}/\mathrm{s}$
   • 活动，如黑子、谱斑
     • 磁场活动产生的各种特征也可以产生视向速度变化，尺度在$0.4-1.4\mathrm{m}/\mathrm{s}$左右

   导致无法通过光谱偏移测量到及精确的径向速度，这是系外行星探测的最大误差来源。

   EXPRES恒星信号项目测试了不同的方法将恒星的活动和行星导致的质心位置偏移分离开来。结果表明，不同的方法都有一定的效果，但是也都无法持续的将RV RMS降低到$1\mathrm{m}/\mathrm{s}$的水平，并且不同的方法返回的RV结果也不一致。

   

2022-01-31

1. Nothing to see here: Failed supernovae are faint or rare

   Stellar, Supernova, ZTF, Population

   红超巨星在超新星的早期阶段的辐射无法抵抗引力时，核心塌缩成恒星级黑洞，并吸收超新星的物质和能量，使恒星无法发生大规模爆炸，被称为失败超新星，通常认为与质量超过17倍太阳质量的超巨星相关。

   通过重新分析PTF/ZTF的数据，找到了一些有趣的暂现源，但是都不符合失败超新星的特征。假设失败超新星作为泊松过程发生，在数据集中探测次数为0，可以估计失败超新星发生率作为星等的上限。对于绝对星等为$-11,-12,-13,-14$的超新星，失败超新星和核塌缩型超新星的比例为$0.61,0.33,0.26,0.23$。如果存在，LSST每年将发现$1.7-3.7$个失败超新星。