ASTERICS : Addressing Cross-Cutting Synergies and Common Challenges for the Next Decade Astronomy Facilities
未来十年的大型基础设施项目将使新的可能科学实现新的飞跃。ESFRI，欧洲研究机构战略论坛，一个发展欧洲科学一体化的战略倡议，已经确定了四个设施（SKA，CTA，KM 3 Net和E-ELT）值得优先支持。ASTERICS项目旨在解决ESFRI和其他世界级设施之间的交叉协同作用和共同挑战。该项目（欧洲22个合作伙伴）由欧盟地平线2020计划资助，4年内资助15百万欧元。它首次汇集了天文学，天体物理学和粒子天体物理学社区，以及其他相关的研究基础设施。
2016-11-14 astro-ph.IM
GRIPS and the Perspective of Next-generation Gamma-ray Surveys
GRIPS是为天文学提出的下一代望远镜的一个例子，其能量范围介于NuStar和费米望远镜等硬X射线镜仪器之间。康普顿望远镜原理在背景抑制、大视场和能量范围内的成像灵敏度以及测量偏振的能力方面是有利的概念。高能天体物理源的多样性（宇宙射线相互作用的扩散发射、点状和扩散源的核线、吸积双星、宇宙射线加速场、新星和超新星、伽马射线暴）提出了一个挑战，特别强调需要大视场和大巡天。我们讨论了天体物理学的挑战，预计将继续延长积分任务后，以及如何在低能量伽马射线的下一代调查将影响这些。我们认为，定性新的和更直接的见解，可以获得宇宙高能现象及其潜在的物理过程。
2011-07-25 astro-ph.IM
Analysis of Chiral Oxirane Molecules in Preparation for Next Generation Telescopes: A Review, New Analysis, & a Chiral Molecule Database
本文通过综述天体化学数据库、开展高水平CCSD(T)计算并与实验对比（相似度99.9%），系统分析了环氧丙烷等手性环氧乙烷分子，并构建了手性分子数据库，为下一代望远镜探索生命手性起源提供支撑。
2024-01-18 astro-ph.IM
Significant challenges for astrophysical inference with next-generation gravitational-wave observatories
Monash University（莫纳什大学）；OzGrav: The ARC Centre of Excellence for Gravitational-Wave Discovery（引力波发现ARC卓越中心）；California Institute of Technology（加州理工学院）
本文指出下一代引力波天文台的高信噪比长时BNS信号因地球自转、干涉仪自由光谱范围效应复杂度剧增，现有数据压缩方法失效，16Hz以下关键频段的推断计算不可行，并探讨了解决方向。
2025-03-06 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
Aqueye+: a new ultrafast single photon counter for optical high time resolution astrophysics
Aqueye+是一种新型超快光学单光子计数器，基于单光子雪崩光电二极管（SPAD）和4倍分裂光瞳概念。它是其前身Aqueye的一个完全重新审视的版本，Aqueye成功地安装在Asiago的182厘米哥白尼望远镜上。在这里，我们将介绍Aqueye+上实现的新技术功能，即最先进的计时系统，专用和优化的光学训练，高灵敏度和高帧速率场相机和遥控，这将使Aqueye+相对于其前身具有更优越的性能，是任何其他现有的快速光度计所无法比拟的。该仪器还将拥有一个光学涡旋模块，以实现高性能的天文日冕和实时获取大气视宁度单位。本文介绍了该仪器及其初步性能。
2015-05-27 astro-ph.IM
Enduring Quests-Daring Visions (NASA Astrophysics in the Next Three Decades)
在过去的三十年里，天文学和天体物理学取得了巨大的进步。从探索我们的太阳系开始，一直到今天的开拓性探索者和大天文台，NASA的任务为这些进步做出了重要贡献。该路线图为NASA天体物理学的未来提出了一个科学驱动的30年愿景，该愿景建立在这些成就的基础上，以解决我们一些最古老和最基本的问题：我们是孤独的吗？我们是怎么到这里来的？宇宙是如何运作的？对答案的探索构成了本路线图的持久任务。基于《新世界，新视野》中确定的优先事项，我们设想未来的科学调查将分为三个时代，每个时代代表一个特定领域大约十年的任务发展。近期Era包括正在进行的NASA领导的活动和计划的任务。接下来是形成时代的任务，它将建立在先前的技术发展和科学发现的基础上，具有非凡的能力，能够在天体物理学领域取得突破。然后，这些将为有远见的时代的大胆愿景奠定基础：使命和探索将使我们深入到未知的科学和技术领域。本文概述的路线图将需要在未来30年内实施雄心勃勃的计划的愿景和资金。这些发现将激励一代又一代的老老少少的公民科学家，并在未来几十年激励全人类。
2014-01-15 astro-ph.CO astro-ph.IM
Photon Counting EMCCDs: New Opportunities for High Time Resolution Astrophysics
电子倍增CCD（EMCCD）的使用频率比可能的要低得多，因为它们为相机设计人员提供了挑战，使他们更容易设计慢扫描探测器系统。然而，它们为天体物理仪器提供了一系列全新的机会。本文将展示一些令人兴奋的新成果，这些显着的设备，并谈论他们在天体物理学应用的其他领域的潜力。然后，我们将描述如何操作它们以在尽可能低的光照水平下提供最佳性能。我们将表明，时钟引起的电荷可能会减少到可以忽略不计的水平，并与照顾，设备可以在显着更高的速度比通常实现的时钟。作为这些探测器所提供的优势的一个例子，我们将展示多探测器EMCCD曲率波前传感器将如何彻底改变自适应光学仪器的灵敏度，并能够提供有史以来在可见光或近红外拍摄的最高分辨率的图像。
2012-07-17 astro-ph.IM
Another Servicing Mission to Extend Hubble Space Telescope's Science past the Next Decade
哈勃太空望远镜在过去的三十年里产生了惊人的科学成果。哈勃的生产力可以继续飙升，在未来几年提供一些破旧的组件得到升级。虽然强大的新的地面和太空望远镜预计将在未来十年内上线，但它们都不具备使哈勃成为独特天文台的紫外线能力。没有哈勃，紫外和蓝色光学天体物理学的进展将停止。这些波长的观测是一系列尚未解决的天体物理学问题的关键，从太阳系行星的特征到理解星系与星系际介质的相互作用以及宇宙的形成历史。在今后20年里，哈勃望远镜仍将是我们唯一的高角分辨率紫外成像和高灵敏度紫外光谱学来源，它将提供持续的独特科学研究能力，并使互补天文台的科学回报最大化。因此，我们建议美国宇航局、欧空局和私营部门研究哈勃望远镜新的维修任务的科学价值、技术可行性和风险，以提高其轨道，修复老化的部件，并扩大其仪器。这样做将：1）保持哈勃望远镜在其道路上，以达到其未满足的全部潜力，2）延长任务的寿命超过未来十年，这将最大限度地发挥哈勃望远镜与其他即将到来的设施的协同作用，3）使紫外线和光学天体物理学的科学发现能够持续下去。
2019-07-10 astro-ph.IM
Low-Energy Astrophysics: Stimulating the Reduction of Energy Consumption in the Next Decade
在本文中，我们解决了天文学家在履行其专业职责时的能源消耗问题。虽然我们发现天文学消耗的能源占美国能源预算的比例可以忽略不计，但普通天文学家的能源消耗率与典型的雄心勃勃的商人相似。我们回顾了天文学家已经采取行动减少能源消耗的一些方法。在未来几十年里，所有公民都必须减少能源消耗，以保护化石燃料储备，并帮助避免地球气候发生潜在的灾难性变化。天文学家面临的挑战与每个人都一样：缩短旅行距离，投资节能基础设施。天文学在媒体上的高知名度，以及公众对我们这个领域的极大兴趣，可以在促进更广泛人群的能源意识方面发挥作用。因此，我们的具体建议是：1）通过高效的会议组织，并通过投资高带宽视频会议设施和虚拟世界软件，尽可能减少旅行，2）创建节能的观测站，计算中心和工作场所，由可持续能源提供动力，3）积极宣传这些追求。
2009-03-19 astro-ph.IM
Exploring a PMT+SiPM Hybrid Optical Module for Next Generation Neutrino Telescopes
宇宙中微子是研究高能宇宙的独特探针。自2013年以来，IceCube已经发现了一个弥漫的天体物理中微子通量，但它们的起源仍然难以捉摸。例如，潜在的来源可能包括活动星系核、伽马射线暴和星暴星系。为了解决这些问题，需要更高的统计数据和更好的天体物理中微子的角分辨率。下一代中微子望远镜中具有更大光子收集面积和更精确定时分辨率的光学模块可能会有所帮助。硅光子倍增器（SiPMs）具有量子效率高、响应时间快等优点，与传统的光电倍增管（PMT）相结合，可以提高光子探测效率和指向能力。我们将提出一项研究，探讨在一个光学模块中结合多个PMT和SiPM的好处。
2021-08-12 astro-ph.HE astro-ph.IM
Characterization of a high efficiency silicon photomultiplier for millisecond to sub-microsecond astrophysical transient searches
我们对滨松光电公司生产的高效率单通道硅光电倍增器S14160- 3050 HS多像素光子计数器（MPPC）进行了表征。所有测量均在（23.0 $\pm$ 0.3）$^{\circ}$ ℃的室温下进行。我们获得了I-V曲线，并使用相对导数找到了38.88 V的击穿电压。在3 V的过电压下，我们找到了1.08 MHz的暗计数率，21 $\%$的串扰概率，450 nm处55 $\%$的光子探测效率，以及每秒1.0 × 10 $^{11}$光子的饱和度。S14160- 3050 HS MPPC是超快天文望远镜的候选探测器，该望远镜将使用两个光子计数阵列在位于哈萨克斯坦阿拉木图附近的Assy-Turgen天体物理天文台（NUTTelA-TAO）的0.7米纳扎尔巴耶夫大学瞬态望远镜上同时运行，以毫秒至亚微秒的时间尺度表征光学（320 nm - 650 nm）天空。我们讨论了将S14160- 3050 HS MPPC用于UFA望远镜和未来亚秒时域天体物理学地基望远镜的优点和缺点。
2020-11-30 astro-ph.IM physics.ins-det
Developing the Future of Gamma-ray Astrophysics with Monolithic Silicon Pixels
本文探讨了AstroPix的潜力，这是一个为下一代天基高能天体物理实验开发互补金属氧化物半导体（CMOS）像素的项目。多信使天体物理学是一个快速发展的领域，其即将到来的任务需要新的探测器技术的支持，如AstroPix。ATLASPix是为欧洲核子研究中心的ATLAS粒子探测器优化的单片硅探测器，是更大的AstroPix项目的开始。能量分辨率是伽玛射线事件重建的驱动参数，因此ATLASPix能量分辨率的表征是本文的重点。探测器的固有能量分辨率超过了我们在60 keV下<10%的基线要求。ATLASPix的数字输出导致能量分辨率不足以推进伽马射线天文学。然而，来自内在能量分辨率的结果表明探测器的数字能力可以重新设计，并且已经构建了更大的AstroPix项目的下一代像素。AstroPix-type像素的迭代是支持新的空间任务的令人兴奋的技术候选者。
2021-09-28 astro-ph.HE astro-ph.IM
AMS-100: The Next Generation Magnetic Spectrometer in Space -- An International Science Platform for Physics and Astrophysics at Lagrange Point 2
空间中的下一代磁谱仪AMS-100被设计为具有$100\,\mathrm{m}^2\,\mathrm{sr}$的几何接受度，并在日地拉格朗日点2处运行至少十年。与现有的实验相比，它将提高观测宇宙射线，特别是宇宙反物质中新现象的灵敏度，至少提高1000倍。磁体设计基于高温超导体带，其允许构造内部具有1特斯拉的均匀磁场的薄螺线管。内部体积装有硅跟踪器，达到最大可检测刚度100 TV和量热计系统，其深度为70辐射长度，相当于四个核相互作用长度，其将宇宙射线核的能量范围扩展到PeV尺度，即超出宇宙射线膝盖。AMS-100连续覆盖大部分天空，将在量热计系统中探测高能伽马射线，并在薄螺线管中通过对转换探测高能伽马射线，在硅跟踪仪中以出色的角分辨率重建。
2019-07-09 astro-ph.HE astro-ph.IM
High energy photon polarimeter for astrophysics
本文介绍了一种用于天体物理研究的高能光子偏振计，它的能量范围从10 MeV到800 MeV。所提出的概念使用一堆硅微带探测器，它们在其中扮演转换器和跟踪器的角色。本文的目的是概述这样的旋光仪的参数，并估计测量的生产力。我们的研究支持的蒙特卡罗模拟表明，一年的观察期的偏振计将提供6%的精度的偏振度的光子能量超过100兆电子伏，这将是一个显着的进步，相对于目前探索的能量范围的几兆电子伏。如果需要，所提出的偏振计设计可以容易地调整到特定的光子能量范围以最大化效率。
2018-04-11 astro-ph.HE astro-ph.IM physics.ins-det
Machine learning applications in astrophysics: Photometric redshift estimation
该综述聚焦天体物理学中的星系与类星体测光红移估计主题，梳理其背景意义及近20年机器学习对相关估计方法的改进，并结合马来西亚的研究实例，证实机器学习是发展中国家参与天文研究的可行简便途径。
2023-12-15 astro-ph.CO astro-ph.IM physics.comp-ph
Fast and Scalable Production of Stacked Prism X-ray Lenses for Astrophysics Using Two-Photon Polymerization
KTH Royal Institute of Technology（皇家理工学院）；The Oskar Klein Centre for Cosmoparticle Physics, AlbaNova University Center（奥斯卡·克莱因宇宙粒子物理中心，阿尔巴诺瓦大学中心）
本文通过双光子聚合技术快速制造堆叠棱镜X射线透镜，提升了制造效率和几何精度，初步实验显示其效率和光学性能优越，为X射线望远镜的发展奠定基础。
2026-04-10 astro-ph.HE astro-ph.IM
The Next Generation of IceCube Realtime Neutrino Alerts
2016年，IceCube启动了一个公共实时警报系统，通常在检测到可能是天体物理起源的中微子候选事件后一分钟内发出警报。这些警报的目的是使多信使观测可以识别中微子源。截至2019年1月31日，共发布了20个公共警报，其中许多警报在多个波段接受了后续观测。其中一个警报IceCube-170922 A被发现与一个闪烁的伽马射线耀变体TXS 0506+056有关。这是第一个>3 sigma的高能中微子与电磁对应物的关联。在2019年，IceCube合作将引入一组新的中微子候选选择，以扩展警报程序。这些新选项提供两个警报通道。一个“黄金”频道将对至少有50%可能是天体物理起源的中微子候选者发出警报，预计每年将发出$\sim$ 10次警报。此外，一个更频繁的“青铜”频道将提供$\sim$每年20个警报中微子候选人之间的30%和50%可能是天体物理起源。我们提出了中微子事件的选择用于生成这些警报，预期的警报率，和警报消息的描述。
2019-08-13 astro-ph.HE astro-ph.IM
A superconducting focal plane array for ultraviolet, optical, and near-infrared astrophysics
微波动力学电感探测器（MKID）已被证明是一种强大的低温探测器技术，因为它们具有灵敏度，并且可以轻松地将它们多路复用到大型阵列中。MKID是基于光刻微谐振器中的光子可变超导电感的能量传感器，并且能够用作跨越电磁波谱的光子探测器以及粒子探测器。在这里，我们描述了第一次成功的努力，创造一个光子计数，能量分辨紫外线，光学和近红外MKID焦平面阵列。这些新的光学集总元件（OLE）MKID阵列与电荷耦合器件（CCD）等半导体探测器相比具有显着的优势。它们可以计数单个光子，基本上没有错误计数，并以良好的量子效率确定每个光子的能量和到达时间。它们的物理像素大小和最大计数率与大型望远镜非常匹配。这些能力使强大的新天体物理仪器能够从地面和空间使用。MKID最终可以取代大多数天文仪器的半导体探测器，并将用于其他学科，如量子光学和生物成像。
2011-11-30 astro-ph.IM cond-mat.supr-con
Generating synthetic star catalogs from simulated data for next-gen observatories with py-ananke
本研究推出Python管线py-ananke，可从宇宙学模拟生成适配多仪器的合成恒星巡天数据，搭建计算与观测天体物理的桥梁，助力下一代望远镜筹备与科学预测。
2024-11-01 astro-ph.GA astro-ph.IM
Machine Learning Techniques for Astrophysics and Cosmology: Photometric Redshifts
Ludwig-Maximilians-Universität（慕尼黑大学）
本文探讨了利用机器学习技术进行光度红移估计的方法，分析了AI在该领域的应用现状及挑战，提出通过贝叶斯建模整合AI以提升红移估计的准确性。
2026-05-07 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.IM
A Swift analysis of the Eras tour set list and implications for astrophysics research (Taylor's version)
本研究分析泰勒·斯威夫特歌词及Eras巡演歌单中的天体物理学术语，发现多信使天文学推广最多，并预测下张专辑含12±5个相关词汇。
2025-03-31 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.IM
