【儀表網(wǎng) 儀表研發(fā)】弱引力透鏡效應(yīng)是遙遠(yuǎn)天體(背景星系)發(fā)出的光線在傳播路徑中受到引力質(zhì)量偏折后，使觀測到的背景星系圖像發(fā)生微弱形變(通常約為1%)的一種天文現(xiàn)象。這種形變視覺直觀上不易被發(fā)現(xiàn)，而通過統(tǒng)計(jì)上對比隨機(jī)樣本便可以找到該信號，對這種信號的計(jì)算可幫助測量引力透鏡的質(zhì)量，甚至宇宙的密度分布，因而弱引力透鏡被視為是有效的宇宙學(xué)研究探針之一，也是當(dāng)今眾多大型巡天項(xiàng)目的主要科學(xué)目標(biāo)之一。
 

　　在實(shí)際觀測中，觀測到的星系圖像受到其他各種因素影響，其中，點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)(PSF)是影響弱透鏡信號測量精度的最大干擾因素之一，而弱引力透鏡信號是比較微弱的一種信號，多隱藏在噪音之下，對PSF的測量精度直接影響弱引力透鏡信號精確測量。因此，提高PSF測量精度成為弱引力透鏡研究追求的目標(biāo)。
 

　　中國科學(xué)院紫金山天文臺提出了新的PSF測量方法——光滑基函數(shù)主成分分析法(SPCA/iSPCA)。該方法改進(jìn)傳統(tǒng)的PSF測量方法——期望最大化主成分分析(EMPCA)，引入一組光滑的基函數(shù)以擬合各階主成分，而后線性組合，從而獲得了關(guān)于PSF的光滑的主成分構(gòu)建，解決了在傳統(tǒng)PCA或EMPCA方法中對背景噪聲的過擬合問題。改進(jìn)的iSPCA方法避免了在傳統(tǒng)PCA方法中對恒星圖像做中心對齊，避免了插值算法可能引入的潛在問題。該方法實(shí)現(xiàn)了比傳統(tǒng)方法更高精度的PSF測量，改善了弱引力透鏡信號的提取。相關(guān)成果在線發(fā)表在《皇家天文學(xué)會月報(bào)》上。
 

　　之后，科研人員基于SPCA方法創(chuàng)新性地提出了一種利用多次曝光的星系圖像來限制PSF的新方法。PSF一般是由測量點(diǎn)源(如恒星)獲得，而新方法可利用多次曝光的展源圖像(如星系圖像)來進(jìn)一步限制PSF。該方法有望為傳統(tǒng)PSF的插值方法提供額外的補(bǔ)充，為PSF插值提供更好的限制。相關(guān)成果在線發(fā)表在《皇家天文學(xué)會月報(bào)》上。
 

　　研究工作得到國家自然科學(xué)基金和國家基礎(chǔ)學(xué)科公共科學(xué)數(shù)據(jù)中心——宇宙學(xué)數(shù)值模擬數(shù)據(jù)庫(CSD)項(xiàng)目的支持。