一种在海量数据中全面搜索天体测量型微引力透镜事件的方法

YNAO OpenIR > 天体测量技术及应用研究组

	一种在海量数据中全面搜索天体测量型微引力透镜事件的方法
	苏婕; 张益恭; 王建成; 程向明; 杨磊; 陈林飞
申请（专利权）人	中国科学院云南天文台
专利号	ZL202211607129.X
申请号	CN202211607129.X
	2023-06-16
申请日期	2022-12-14
公开（公告）号	CN115905366A ; CN115905366B
公开日期	2023-04-04
IPC 分类号	G06F16/2458G06F16/215
授权国家	中国
专利类型	发明
专利状态	授权
授权日期	2023-06-16
学科领域	天文学 ; 天体测量学
产权排序	1
摘要	本发明公开了一种在海量数据中全面搜索天体测量型微引力透镜事件的方法，包括以下步骤：获取潜在透镜星的天体测量数据，并进行公式整理；对潜在透镜星和背景源星进行初步配对；精细计算初步配对星对。本发明可以对海量天文数据中的天体测量型微引力透镜事件进行全面搜索，有效提高天体测量型微引力透镜事件预测的完整性。
主权项	1.一种在海量数据中全面搜索天体测量型微引力透镜事件的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、获取潜在透镜星的天体测量数据，并进行公式整理；步骤2、对潜在透镜星和背景源星进行初步配对；步骤3、精细计算初步配对星对。 2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤1中的获取潜在透镜星的天体测量数据，并进行公式整理具体包括以下步骤：步骤1.1、从Gaia DR2中获取潜在透镜星的天体测量数据，获取数据网站https：//gea.esac.esa.int/archive/；步骤1.2、以潜在透镜星在参考历元时的位置为圆心，以(2067-2010)×2.2μL为半径画圆，从Gaia DR2中搜索出所有包含在这个圆内的恒星作为潜在背景源星，并下载它们的相关天体测量数据；步骤1.3、排除双星、共同运动的星对，以及观测质量较差的源星；步骤1.4、对本方法中所用公式进行整理。 3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤1.3中的排除双星、共同运动的星对，以及观测质量较差的源星具体为：排除双星、共同运动的星对，剔除条件为：\|μL-μS\|＜0.7·\|μL\|，其中，μL和μS分别为透镜星和背景源星的总自行；此外，还需要剔除观测质量较差的源星，满足以下任一条件便能够剔除：ωS＞ωL，其中，为背景源星视差的标准偏差，和分别为背景源星在参考历元时测时和测纬的标准偏差，ωL和ωS分别为透镜星和背景源星的周年视差。 4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤1.4中的对本方法中所用公式进行整理具体如下：当背景源星、透镜星、观察者，三星精准共线时，将出现一个爱因斯坦环，其半径用θE表示：其中，用S表示背景源星，用L表示透镜星，地球代表观察者，ML为透镜星的质量，M⊙为太阳质量，ωS为背景源星的周年视差，ωL为透镜星的周年视差，其单位均为角秒(mas)；恒星的角距离为其表达式为：其中，α0为赤经、δ0为赤纬、μα为赤经自行、μδ为赤纬自行，ω为周年视差，t为计算时刻，t0为星表的参考时刻，X(t)、Y(t)、Z(t)表示在笛卡尔太阳质心坐标系中，以J2000.0为参考纪元的地球坐标位置；令和分别表示背景源星和透镜星的角距离，定义u为无量纲参数，用于表征背景源星与透镜星相对距离向量：不过三星严格共线几乎是不可能的，当它们不完全共线时，能够观测到一强一弱两个星象，较强的星相与没有引力作用的源星像S的相对位置用δθ+表示，它满足公式如下： δθ+就是天体测量型微引力透镜事件的观测信号，它相对应的最大观测信号，即最大值，用δθ+(max)表示；在进行初步搜索时，将透镜星-背景源星星对的相对运动近似为线性运动，不考虑视差，根据公式②能够得到星对随时间变化的相对位置其中，aOL和δOL分别为透镜星参考历元时的赤经和赤纬，αOS和δOS分别为背景源星参考历元时的赤经和赤纬，和分别为透镜星和背景源星的赤经自行，μδL和μδS分别为透镜星和背景源星的赤纬自行，t0为星表的参考历元时刻，α0，rel和δ0，rel分别为透镜星-背景源星星对的相对赤经和相对赤纬，和μδ，vel分别为透镜星与背景源星星对的相对赤经自行和相对赤纬自行；因此，星对的相对角距离θsep也近似为：根据数学知识知，通过求解得θsep的极小值θsep，min及其对应的时间点tmin，依据Gaia卫星的空间分辨率及其精度，设置相应的阈值，即δθ+(max)＞0.1mas，搜索范围为J2010.0-J2067.0。 5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤2中的对潜在透镜星和背景源星进行初步配对，具体为：步骤2.1、假设ML＝3M⊙，根据公式①和⑨分别估算每对星对的爱因斯坦环半径θE和最接近的时间点tmin，其中，每对星对包括一颗透镜星与一颗背景源星。步骤2.2、如果tmin在J2010.0-J2067.0范围内，则根据公式⑧计算θsep，min；如果tmin不在J2010.0-J2067.0范围内，那么若tmin＞2067，根据公式⑦计算在t＝2067时星对的相对角距离θsep，2067；若tmin＜2010，根据公式⑦计算在t＝2010时星对的相对角距离θsep，2010；步骤2.3、如果θsep，min、θsep，2067、θsep，2010中的任何值小于则该星对能够初步配对，否则排除该星对。 6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述步骤3中的精细计算初步配对星对具体为：步骤3.1、使用Klüter或者Bramich计算得到的透镜星质量ML，根据公式①计算星对的爱因斯坦环半径θE；步骤3.2、根据公式②、③、④和⑤计算星对在J2010.0-J2067.0时间范围内的运行轨迹和观测信号δθ+，并找出δθ+(max)，及其对应的时间Tmin；若δθ+(max)＞0.1mas,则该天体测量型微引力透镜事件能够被Gaia卫星探测到，否则排除。
语种	中文
专利代理人	林浩书
代理机构	北京智行阳光知识产权代理事务所（普通合伙）
文献类型	专利
条目标识符	http://ir.ynao.ac.cn/handle/114a53/25886
专题	天体测量技术及应用研究组射电天文研究组
作者单位	中国科学院云南天文台, 云南省昆明市官渡区羊方旺396号
第一作者单位	中国科学院云南天文台
推荐引用方式 GB/T 7714	苏婕,张益恭,王建成,等. 一种在海量数据中全面搜索天体测量型微引力透镜事件的方法. ZL202211607129.X[P]. 2023-06-16.

条目包含的文件
文件名称/大小	文献类型	版本类型	开放类型	使用许可
CN115905366A-一种在海量数据（2353KB）	专利		开放获取	CC BY-NC-SA	浏览请求全文
CN115905366B-一种在海量数据（654KB）	专利		开放获取	CC BY-NC-SA	浏览请求全文