基于光学望远镜系统实现引力波电磁对应体的探测方法技术方案

基于光学望远镜系统实现引力波电磁对应体的探测方法，涉及光学望镜检测技术领域，解决现有光学望远镜无法同时对天体的光度和光谱进行同时测量，导致光学望远镜使用受限的问题，通过两个视观测的光学望远镜获取天区内各天体的光斑信号，光斑信号由CCD探测器接收并获得成像图像；采用天文定位软件确定瞬变源天体目标的位置；并进行光度分析，获得瞬变源天体目标的光度数值；共视观测的光学望远镜获得瞬变源天体目标并通过多通道光谱仪对其进行光谱测量；将瞬变源天体目标的光度数值与光谱数据同时传送至PC终端，获得引力波电磁对应体的距离和质量。本发明专利技术同时测量天体的光度和光谱，更加确凿的判定引力波电磁对应体，增加了现有设备的判定置信度。现有设备的判定置信度。现有设备的判定置信度。

【技术实现步骤摘要】
基于光学望远镜系统实现引力波电磁对应体的探测方法


[0001]本专利技术涉及光学望镜检测
，具体涉及一种基于光学望远镜系统实现引力波电磁对应体的探测方法。

技术介绍

[0002]目前单纯的测光望远镜仅仅依靠光变曲线并不能确定引力波源对应体，每天瞬变源都可以观测到很多样本，究竟哪个是引力波对应体要依靠伽玛射线望远镜，x射线望远镜等多种设备，综合判定引力波的电磁对应体。
[0003]现有光学望远镜探测引力波源的光学对应体缺陷主要有两条：
[0004]一、主要探测引力波的光学对应体的光度变化，无论是探测到瞬变源还是探测到持续时间较长的合并事件的余晖，都是测量天体的光变曲线，并没有探测天体的光谱。对于瞬时变化的光度变化，寻找电磁对应体主要来自于伽玛射线望远镜或者引力波天文台的预报，用于事后搜索匹配。
[0005]二、针对现有的光学望远镜，光度测量和光谱测量不能同时进行。因为要观测的天体信号本来就很微弱，测光度时，就不能分光再去测量光谱。测量光谱时候，则不能进行光度测量。
[0006]总结起来，现有的光学望远镜不能独立的完成引力波源电磁对应体的探测和确定，必须依靠其它设备，才能确定引力波源的具体信息。
[0007]大视场光学望远镜，望远镜的功能是尽可能多的收集电磁波的能量，望远镜的两个重要参数就是口径和分辨率。口径越大收集的光能越多，当然越有利于我们对光信号的处理分析。分辨率是在天球上区分两个靠的很近的目标的能力，望远镜的口径越大，分辨率也越大。本专利技术主要搜索瞬变源现象，目前已知的主要瞬变源有:超新星(包括千新星)、伽玛暴、引力透镜、恒星被大质量黑洞所瓦解的事件等等。同时测量瞬变源的光度和光谱信息，确定引力波源的电磁对应体的位置信息，并计算出质量信息和观测到的引力波做匹配，本专利技术系统对引力波有一定的预报功能，通过理论计算可以估计天体事件能发出多大量级的引力波，能不能被现有设备观测到。
[0008]本专利技术利用电磁波的光度变化和光谱红移信息，确定引力波源的电磁对应体。特别是对于黑洞合并或者黑洞和中子星合并，不发光引力波事件。通过黑洞吸积盘或环绕天体发出的电磁波的引力红移扰动，确定引力波电磁对应体的位置。

技术实现思路

[0009]本专利技术为解决现有光学望远镜无法同时对天体的光度和光谱进行同时测量，导致光学望远镜使用受限的问题，提供一种基于光学望远镜系统实现引力波电磁对应体的探测方法。
[0010]基于光学望远镜系统实现引力波电磁对应体的探测方法，该方法由以下过程实现：
[0011]通过GPS时钟接收卫星时间信号，将所述时间信号同时发送至第一共视观测的光学望远镜和第二共视观测的光学望远镜；
[0012]通过所述第一共视观测的光学望远镜获取天区内各天体的光斑信号，所述光斑信号由CCD探测器接收并获得成像图像；
[0013]采用天文定位软件对所述成像图像进行对比分析获得含有瞬变源天体的目标图像；同时确定所述瞬变源天体目标在所述目标图像中的位置；
[0014]所述CCD探测器对所述瞬变源天体目标进行光度分析，获得瞬变源天体目标的光度数值；
[0015]所述第二共视观测的光学望远镜获得瞬变源天体目标并通过多通道光谱仪对其进行光谱测量；
[0016]将所述瞬变源天体目标的光度数值与光谱数据同时传送至PC终端，获得引力波电磁对应体的距离和质量。
[0017]本专利技术的有益效果：本专利技术方法可以同时测量天体的光度和光谱，通过光谱信息和光度信息能够分析引力波源的距离和质量等信息，更加确凿的判定引力波电磁对应体，增加了现有设备的判定置信度。首先利用恒星背景对瞬变源进行天文定位，从天文定位中排除近地空间的目标，然后对瞬变源目标进行光度分析和光谱分析。通过理论计算，天体事件能发出多大量级的引力波。与引力波天文台的实测数据对比分析，从而确定引力波的电磁对应体。
[0018]本专利技术中，望远镜系统采用一个大口径望远镜和四个小口径望远镜阵列望远镜系统共视观测的模式，其中，四个小口径望远镜的视场拼接为一个大视场的折射式望远镜阵列系统，并得到光度信息，通过一个大口径反射式望远镜得到光谱信息，将光度信息和光谱信息数据汇总到一个计算机终端进行分析处理。
[0019]本专利技术方法中的望远镜系统通过一个大口径望远镜和四个小口径望远镜阵列构成不同类型的望远镜阵列系统，既满足测量性能指标的需要，又把价格降到了最低。
附图说明
[0020]图1为本专利技术所述的基于光学望远镜系统实现引力波电磁对应体的探测方法的原理框图。
具体实施方式
[0021]结合图1说明本实施方式，基于光学望远镜系统实现引力波电磁对应体的探测方法，本实施方式通过搜索和分析瞬变源目标，对引力波源进行匹配分析，确定相应的引力波源电磁对应体。产生引力波的瞬变源天体由于距离太远，亮度非常微弱，不适合用一个望远镜分光的方法测量光度和光谱。采用两个望远镜共识观测的模式，然后把两个望远镜的光度信号和光谱信号，进行处理分析和观测到的引力波信息做匹配。
[0022]该方法通过光学望远镜系统实现，所述光学望远镜系统包括第一共视观测的光学望远镜，第二共视观测的光学望远镜，GPS时钟，CCD探测器，天文定位软件和多通道光纤光谱仪；
[0023]所述GPS时钟接收卫星的时间信号，然后将所述时间信号同时发送至第一共视观
测的光学望远镜和第二共视观测的光学望远镜；
[0024]所述第一共视观测的光学望远镜采集天区的光斑信号并由CCD探测器成像并进行光度分析；获得含有瞬变源天体的目标图像，并通过天文件定位软件对瞬变源天体进行位置定位后传送到第二共视观测的大口径光学望远镜；
[0025]所述第二共视观测的光学望远镜采集瞬变源天体的光信号并经多通道光纤光谱仪接收，所述多通道光纤光谱仪获得光谱信号并通过计算机终端进行光谱检测。
[0026]具体过程为：
[0027]通过GPS时钟接收卫星时间信号，将所述时间信号同时发送至第一共视观测的光学望远镜和第二共视观测的光学望远镜；
[0028]通过所述第一共视观测的光学望远镜获取天区内各天体的光斑信号，所述光斑信号由CCD探测器接收并获得成像图像；
[0029]采用天文定位软件对所述成像图像进行对比分析获得含有瞬变源天体的目标图像；同时确定所述瞬变源天体目标在所述目标图像中的位置；
[0030]所述CCD探测器对所述瞬变源天体目标进行光度分析，获得瞬变源天体目标的光度数值；
[0031]所述第二共视观测的光学望远镜获得瞬变源天体目标并通过多通道光谱仪对其进行光谱测量；
[0032]将所述瞬变源天体目标的光度数值与光谱数据同时传送至PC终端，获得引力波电磁对应体的距离和质量。
[0033]本实施方式中，所述第一共视观测的光学望远镜，采用折射式小口径望远镜镜阵列模式。具体采用四个子镜筒的地平式支架系统，将四个小望远镜的视场拼接为一个大视场的折射式望远镜；折射式望远镜阵列的特本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于光学望远镜系统实现引力波电磁对应体的探测方法，其特征是：该方法具体实现过程为：通过GPS时钟接收卫星时间信号，将所述时间信号同时发送至第一共视观测的光学望远镜和第二共视观测的光学望远镜；通过所述第一共视观测的光学望远镜获取天区内各天体的光斑信号，所述光斑信号由CCD探测器接收并获得成像图像；采用天文定位软件对所述成像图像进行对比分析获得含有瞬变源天体的目标图像；同时确定所述瞬变源天体目标在所述目标图像中的位置；所述CCD探测器对所述瞬变源天体目标进行光度分析，获得瞬变源天体目标的光度数值；所述第二共视观测的光学望远镜获得瞬变源天体目标并通过多通道光谱仪对其进行光谱测量；将所述瞬变源天体目标的光度数值与光谱数据同时传送至PC终端，获得引力波电磁对应体的距离和质量。2.根据权利要求1所述的基于光学望远镜系统实现引力波电磁对应体的探测方法，其特征在于：所述天文定位软件系统对瞬变源天体目标进行位置定位的方法为：首先计算瞬变源天体目标在目标图像中的像素坐标，然后和目标图像中对应的理论恒星的像素坐标通过数值计算并转化为天球坐标，即得到瞬变源天体目标在天区中的赤经和赤纬。3.根据权利要求1所述的基于光学望远镜系统实现引力波电磁对应体的探测方法，其特征在于：所述CCD探测器进行光度分析的具体方法为：通过孔径测光计算瞬变源天体目标的光度；瞬变源天体在CCD探测器获得的图像中为一个亮斑，圈住整个亮斑，计算该亮斑的灰度值，该灰度值减去背景值，获得目标的光度数值；并将所述光度数值传送至PC终端。4.根据权利要求1所述的基于光学望远镜系统实现引力波电磁对应体的探测方法，其特征在于：所述第二共视观测的光学望远镜将瞬变源天体...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙明国，刘承志，康喆，李振伟，吕游，丁一高，李梦慈，孙建南，柳鸣，
申请(专利权)人：中国科学院国家天文台长春人造卫星观测站，
类型：发明
国别省市：