The Era of Extremely Large Optical Telescopes II: The GMT and TMT
Maulana Azad National Urdu University（穆兰阿扎德国立乌尔都大学）
本文介绍巨型麦哲伦望远镜（GMT）和三十米望远镜（TMT）的关键技术创新，包括分段镜面、自适应光学和激光导星系统，这些技术使集光面积和空间分辨率提升一个数量级以上。
2026-06-11 astro-ph.IM physics.pop-ph
Optical turbulence forecast: toward a new era of ground-based astronomy
用非静力大气模式在中尺度上模拟天文学应用中的光学湍流（OT），就测量而言，具有一些优点。地基天文学的未来取决于ELT的潜力和可行性。我们在了解、控制和“管理”湍流对新一代望远镜和设施的影响方面的能力，是确保它们在空间天文学方面具有竞争力的决定性因素。在过去，已经进行了几项研究，证明了模拟天文台上空真实的Cn 2剖面的可行性。欧洲共同体（FP6计划）最近决定资助一个项目，旨在从一方面证明OT预报的可行性和中尺度模式从光学湍流角度区分天文站点的能力，另一方面促进这一处于天体物理学和气象学之间的学科的发展。在这篇文章中，我将介绍这个项目的科学和技术目标，与这样一个项目的成功有关的地基天文学的挑战，以及为优化结果而联合的国际协同作用。
2009-12-21 astro-ph.IM physics.ao-ph
Processing diffraction-limited images through innovative Super-Resolution techniques
在ELTs时代，需要多功能和创新的解决方案来产生非常高的空间分辨率图像已经成为一个主要问题，寻求与其他科学领域的协同作用似乎是一个合乎逻辑的步骤。一个考虑的替代方案，以达到高分辨率图像是使用相同的目标的几个帧，这种方法被称为融合超分辨率在最先进的状态。在这里，我们提出了使用的超分辨率技术的基础上结构相似性和最初开发的潜艇环境。因此，实现了创新算法，以便处理来自自适应光学系统的科学图像，以获得光波长中的衍射限制图像。
2018-11-14 astro-ph.IM
The role in the Virtual Astronomical Observatory in the era of massive data sets
虚拟天文台（VO）正在实现天文数据的全球电子集成。美国虚拟天文台（VAO）项目的长期目标之一是开发服务和协议，以应对不断增长的天文数据集的规模和复杂性。本文介绍了VAO工作人员如何积极参与这些发展工作，特别是在创新战略和技术方面，这些战略和技术认识到即使需求增加，天文学家也可能获得有限的运营预算。该项目有一个专业外联方案，对新的服务和协议进行评估。
2012-06-18 astro-ph.IM
An innovative integral field unit upgrade with 3D-printed micro-lenses for the RHEA at Subaru
在目前正在建设的超大望远镜（ELT）的新时代，具有挑战性的要求推动摄谱仪设计朝着有效利用设施光收集能力的技术发展。与传统的高分辨率功率摄谱仪相比，在接近衍射极限的单模（SM）状态下工作，减少了仪器的占地面积。斯巴鲁的可复制高分辨率系外行星和星震光谱仪的定制注入光纤系统顶部带有3D打印微透镜，结合SCExAO的极端自适应光学，证明了其在实验室环境中的高效率，表现出高达理论预测性能的77%。
2021-01-24 astro-ph.IM
Flexible and Scalable Methods for Quantifying Stochastic Variability in the Era of Massive Time-Domain Astronomical Data Sets
我们提出了使用连续时间自回归移动平均（CARMA）模型作为一种方法，用于估计光变曲线的变化特征，特别是其功率谱密度（PSD）。CARMA模型充分考虑了不规则的采样和测量误差，使其对于量化变异性、预测和内插光变曲线以及基于变异性的分类非常有价值。我们证明了CARMA模型的PSD可以表示为洛伦兹函数的总和，这使得它们非常灵活，能够模拟各种PSD。我们提出了从CARMA过程采样的光变曲线的似然函数，把它们放在一个严格的统计基础上，我们提出了一个贝叶斯方法来推断的概率分布的PSD给定的测量的光变曲线。由于似然函数的计算与数据点的数量呈线性关系，因此CARMA建模可扩展到当前和未来的大量时域数据集。最后，我们应用我们的CARMA建模方法的光变曲线的X射线双星，两个活动星系核，一个长周期变星，和RR-天琴座星，为了说明他们的使用，适用性和解释。
2014-05-07 astro-ph.IM
Photometric Classifications of Evolved Massive Stars: Preparing for the Era of Webb and Roman with Machine Learning
在未来几年，下一代天基红外天文台将显着增加我们对稀有大质量恒星的样本，这代表着利用现代统计工具和方法在全新环境中测试大质量恒星演化的巨大机会。只有在观测到的物体能够可靠地分类的情况下，才有可能进行这种工作。光谱观测对于更遥远的目标是不可行的，因此我们希望确定机器学习方法是否可以使用宽带红外光度法对大质量恒星进行分类。我们发现，支持向量机分类器能够粗分类大质量的恒星与标签对应的热，冷，发射线恒星具有高精度，同时拒绝污染低质量的巨人。值得注意的是，76%的发射线恒星可以在不需要窄带或光谱观测的情况下被恢复。我们分类样本的${\sim}2500$对象没有现有的标签，并确定14个候选发射线对象。不幸的是，尽管我们的样本中测光的精度很高，但我们样本中恒星标签的异质起源严重阻碍了我们的分类器以更大的粒度区分恒星类别。最终，目前还不存在大质量恒星的大型均匀标记样本。如果不作出重大努力对演化的大质量恒星进行有力的分类-鉴于来自大型全天空光谱调查的现有数据，这是可行的-现有数据集标记方面的缺陷将阻碍利用下一代空间观测站的努力。
2021-03-22 astro-ph.GA astro-ph.IM astro-ph.SR
The future of gravitational theories in the era of the gravitational wave astronomy
在最近的几次引力波探测（GW150914，GW151226，GW170104，GW170814，GW170817和GW170608）之后，我们讨论了在引力波（GW）天文学框架下引力理论的未来。特别是，计算的频率和角度相关的响应函数，GW检测器会看到，如果从f（R）理论或标量张量引力（STG）的大规模模式存在，允许从天空上的任何方向入射的源，示出。此外，通过单独的理论结果，不涉及最近的GW检测，我们表明，f（R）理论的引力有第三个无质量模式最终被排除，而仍然有空间的STG有第三个（有质量或无质量）模式和f（R）理论的引力有第三个有质量的模式。
2018-01-25 astro-ph.CO astro-ph.IM gr-qc
Astro2020: Astrophotonics White Paper
天文光子学是应用多功能光子技术来引导，操纵和分散来自一个或多个望远镜的引导光，以有效和具有成本效益的方式实现天文学中的科学目标。在过去的40年里，电信行业的发展和需求推动了光子技术的重大发展，反之亦然。光纤和波导中导光的光子平台为光学和近/中红外波段的地面和空间望远镜的下一代仪器打开了大门，特别是对于即将到来的超大望远镜（ELT）。大型望远镜正在推动自适应光学的极限，以达到接近衍射极限的性能。光子器件非常适合捕获这种AO校正的光，并实现新的和令人兴奋的科学，例如表征系外行星大气。本白皮书的目的是总结当前天文光子器件的现状及其科学影响，突出关键问题，并概述未来十年解决这些问题的具体技术和组织方法，从而在我们进入超大望远镜时代时实现新的发现。
2019-07-12 astro-ph.IM physics.ins-det physics.optics
Neutron Star Astronomy with the E-ELT
到目前为止，已经在光学波长上识别出了24颗不同类型的孤立中子星（INS），从经典的射电望远镜到更奇特的物体，如磁星。在过去的20年里，由于现代技术望远镜的部署，特别是HST，还有NTT以及后来的VLT等8 m级望远镜，大多数识别都得到了实现。更大的识别率增加了光学观测对惯性导航系统天文学多波长方法的影响因素，为在其他波长尚不可能进行的研究提供了令人感兴趣的可能性。随着HST即将退役，8 m级望远镜将承担起将中子星光学天文学带入一个新时代的任务，这个新时代的特征是一代超大望远镜（ELT）的出现，如欧洲ELT（E-ELT）。这将标志着该领域的一个重大进步，使人们能够识别更多的INS，其中许多来自未来无线电和X射线巨型结构设施（如SKA和IXO）的后续观测。此外，E-ELT将使进行观测成为可能，如定时，光谱学和偏振测量，这仍然是对8米级望远镜的挑战，并且在许多方面对于研究中子星内部及其磁层的结构和组成至关重要。在这篇文章中，我简要总结了INS光学观测的现状，描述了E-ELT的主要科学目标，以及它们对中子星物理的影响。
2010-08-30 astro-ph.HE astro-ph.IM
Advances in Optical / Infrared Interferometry
经过几十年的实验项目和快节奏的技术进步，光学/红外（O/IR）干涉测量在过去几年发生了革命。VLTI的重力仪器配备了4台8米望远镜，可以观测到比早期干涉仪微弱一千倍的天体，CHARA阵列通常提供高达330米的基线和6台1米望远镜的孔径合成。观测到的天体亮度小于19等，图像分辨率达到亚毫角秒，天体测量精度达到微角秒。我们给出了一个概述的突破性成果，从过去15年的O/IR干涉测量银河系中心，系外行星及其大气层，活动星系核，年轻的恒星物体，恒星物理。在干涉测量学入门之后，我们总结了导致现代干涉仪灵敏度、精度和成像提高的技术和概念进步。单模光束组合器现在将主要干涉仪的所有可用望远镜组合在一起进行成像，专门的图像重建软件比早期的无线电干涉测量技术更先进。结合了大型望远镜、自适应光学、条纹跟踪，特别是双光束干涉测量法，重力仪将灵敏度提高了许多数量级。另一个数量级的改进将来自激光制导星自适应光学的升级。与大分离条纹跟踪相结合，O/IR干涉测量将为银河平面的观测提供完整的天空覆盖，并为河外目标提供大量覆盖。VLTI和CHARA在即将到来的30- 40米超大望远镜（ELT）时代仍然是独一无二的。
2023-03-01 astro-ph.GA astro-ph.IM astro-ph.SR
Exoplanet Science with the European Extremely Large Telescope. The Case for Visible and Near-IR Spectroscopy at High Resolution
系外行星科学正在蓬勃发展。在20年的时间里，我们的知识有了很大的扩展，从第一次发现热木星，到探测到大量的海王星和超级地球，再到对系外行星大气层的描述迈出了第一步。从今天到2025年，随着几个天基过境搜索任务、地基光谱仪、高对比度成像设施和詹姆斯·韦伯太空望远镜的出现，该领域将以更快的速度发展。特别是欧空局的M级PLATO任务将改变这一领域的游戏规则。从2024年起，柏拉图将发现凌日类地行星在附近明亮恒星的宜居带内运行。这些物体将需要极大望远镜（ELT）的功率来进一步表征。地面高分辨率光谱技术正在成为测量过境系外行星的化学成分、大气结构和大气环流的重要途径。安装在欧洲ELT上的覆盖可见光和近红外区域的高分辨率光谱仪将能够在有利的情况下探测可居住行星大气中的水蒸气、二氧化碳和氧气等分子。E-ELT HiRES是PLATO太空任务的完美地面匹配，代表了欧洲引领世界进入探索具有宜居条件的系外行星时代的独特机会。HiRES还将对其他E-ELT计划中专门研究不同类型行星的仪器（如METIS和EPICS）起到极大的补充作用。
2014-11-30 astro-ph.EP astro-ph.IM
Sailing to the next safe harbour in our trip to the early Universe: The massive star population of metal-poor galaxies
Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam（波茨坦阿诺尔德·爱因斯坦天文研究所）；Centro de Astrobiología, CSIC-INTA（天体生物学中心（西班牙国家科学研究委员会-国家航空航天技术研究所））；Departamento de Astrofísica, Universidad de La Laguna（拉帕尔马大学天体物理学系）；Instituto de Astrofísica de Canarias（加那利群岛天体物理研究所）；Zentrum für Astronomie der Universität Heidelberg, Astronomisches Rechen-Institut（海德堡大学天文学中心，天文计算研究所）；Centre for Extragalactic Astronomy, Department of Physics, Durham University（杜伦大学物理系河外星系研究中心）；Institute for Computational Cosmology, Department of Physics, University of Durham（杜伦大学物理系计算宇宙学研究所）；Departamento de Física Aplicada, Facultad de Ciencias, Universidad de Alicante（阿利坎特大学理学院应用物理系）；Instituto Universitario de Investigación Informática, Universidad de Alicante（阿利坎特大学信息技术研究院）；Armagh Observatory（阿马赫天文台）
研究金属贫乏星系中大质量恒星以改进对早期宇宙恒星演化和反馈的理解。
2025-12-17 astro-ph.GA astro-ph.IM astro-ph.SR
