第四十九章 成品测试 (2/2)

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——的载荷设计方案。该方案使用可编程逻辑门芯片替代原有的单片机芯片，充分利用可编程逻辑的并行性、高性能和灵活性等特点。这个方案在本领域内具有前沿创新性和独特性，充分体现了了以学生为主体的小型项目的灵活性和创新性。

    天格计划的主要科学观测目标是伽马射线暴。宇宙伽马射线暴是人类已知最剧烈的天体物理过程之一，是天体物理领域的研究前沿。2020年11月清华大学天格计划团队研制发射的天格02星载荷成功开展持续科学观测，已获得首批几十例伽马暴事例的候选体。2021年1月21日，天格02星观测到GRB210121A伽马暴事例，该事例也被我国怀柔一号卫星、慧眼卫星和美国费米卫星所确认。有趣的是，GRB210121A在近万个伽马暴样本中的统计分布中处于很特殊的地位。其持续时间大约为13秒，具有明显的长暴特征。通过使用截断幂率谱模型对观测数据进行拟合，研究团队发现GRB210121A的谱指数偏硬，高于同步辐射限制的低能谱指数上限，此外其峰值能量很硬，在第一个脉冲的时候由硬到软，但是即使在最后的爆发阶段也始终居高不下。高能量伽马射线光子总是比低能量光子更早到达，这一现象被称为谱延迟，在GRB210121A中同样观测到这一现象，并且在相对于E的图像中显现出一个拐点，这一现象有可能用于对洛伦兹破缺效应的限制。

    研究团队进一步通过该伽马暴的谱指数初步判断其属于光球模型，利用多色黑体的模型进行拟合得到了很好的效果。理论上伽马暴的峰值能量应小于等于黑体所释放的最大能量，通过这一限制可以求出光球模型的半径范围，利用物理的光球模型对GRB210121A进行拟合，得到其半径为几百千米，正好处在光球模型的半径限制内，同时这一模型也限制了该伽马暴的红移位于0.14到0.46的范围内。通过Ep-Eiso的统计相关关系，研究团队限制了其红移应位于0.3到3.0的范围内。此外再结合GECAM、HXMT、GRID等卫星以及IPN所给出的定位信息，在星表中对GRB210121A的宿主星系进行了证认，仅有SuperOS星表中的J010725.95461928.8星系能够满足上述限制，其红移为0.319。研究团队随后使用LasCumbres天文台全球望远镜网络对该宿主星系进行了后随观测，在观测图像中该宿主星系候选者清晰可见，从而进一步证实了本文的结论。

    本研究工作由南京大学天文与空间科学学院硕士研究生王翔煜领衔完成，清华大学天格团队郑煦韬同学、中科院高能物理研究所肖硕同学等分别带领研究团队合作完成了GRID-02、GECAM、HXMT等科学数据的分析处理。南京大学多个院系的多位本科生和研究生参与了相关的科学分析，包括杨俊、刘子科、杨雨涵、邹金航、陈国银、倪阳、张子键、吴雨暄、邓云未、马永昶、蒙延智，王培源、许晟、尹一涵、张廷钧、张钊等。南京大学张彬彬老师、清华大学曾鸣老师、中科院高能物理所的熊少林老师为该文的通讯作者。清华大学、中科院高能物理所、河北师范大学、广西大学等多位专家学者共同参与了这一研究工作。本工作得到国家自然科学基金、科技部重点研发计划、江苏省双创计划、中央高校基本科研业务费专项资金、双一流大学建设经费，南京大学天文与空间科学学院、以及南京大学双创办公室的多项基金和机构的支持。

    自行是恒星横越天球的总运动量，是通过比较更遥远的背景天体位置确定出来的。虽然天仓五每年的移动量只有2弧秒以下，它被认为是一颗有着高自行的恒星，需要数千年的时间，位置的移动才会超一度，高自行是距离靠近太阳的一个证据。邻近的恒星比遥远的背景恒星可以更快速的在天球上横越而过，也是研究视差的良好候选者。在天仓五的案例中，经由视差测量得到的距离是11.9光年，使他成为邻近太阳的近距离恒星表中的一员，是继南门二之后最靠近的G-型恒星。

    径向速度是一颗恒星接近或远离太阳的运动，与自行不同的是恒星的径向速度不能直接观察到，而必须透过观察恒星的光谱来测量。由于多普勒位移，如果恒星远离观测者而去，光谱中的吸收谱线会向红色方向偏移，反之接近的会向蓝色方向偏移。在天仓五的例子中，径向速度大约是17公里/秒，负值表示他是朝向太阳运动。

    天仓五的距离，与它的自行和径向速度结合在一起，可以计算这颗恒星通过空间的运动，相对于太阳的空间速度大约是37公里/秒。这个结果可以用来计算天仓五穿越银河的轨道路径，它的平均银心距离是9.7千秒差距，轨道离心率则是0.22。

    天仓五这个系统应该只有一颗伴星，有一颗可能受到重力束缚的黯淡伴星被观测到，但是与主星的距离远达10弧秒。没有天体位置测量或迳向速度的摄动被曾经被侦测到，因此认为没有足够大的伴星，像是“热木星”的天体在邻近的轨道上运行，任何可能存在绕着天仓五运行的气体巨星，距离都会比木星要远。

    有关于天仓五的已知物理特性都来自分光镜的测量。通过光谱和恒星演化模型的比较，能够估计天仓五的年龄、质量、半径和发光度。不过，透过天文干涉仪，相当准确的行星半径量度可以直接做到。天文干涉仪展开一条长基线所丈量的角度远较传统天文望远镜所能解析的为小。透过这种手段，天仓五的半径被假设为太阳半径的81.6±1.3%，因此预期它的质量会比太阳略低一些；更早的干涉仪测量建议半径为太阳的77.3±0.4%，但是精确度较低。

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