模拟的宽视场图像正在成为观测天文学的一个重要组成部分,无论是为新的调查做准备还是测试测量方法。为了有效地探索巨大的参数空间,仿真代码的计算速度是其实现的核心要求。我们介绍了超快速图像生成器(UFig),其目的是将宽场成像模拟带到当前计算能力的极限。我们通过以下方式实现这一目标:(1)星系、恒星和观测条件的模型,虽然简单,但捕捉了逼真模拟所需的关键特征,以及(2)最先进的计算和实现优化。我们提出的UFig的性能,并表明它是快于现有的公共模拟代码的几个数量级。它使我们能够比SExtractor更快地生成图像来分析它们。例如,它可以在30秒内在笔记本电脑上模拟一个典型的0.25 deg^2斯巴鲁SuprimeCam图像(10k x 8k像素),5 σ极限星等为R=26,产生一个星系的平均模拟时间为30微秒。该代码是端到端仿真代码的补充,可用作依赖于仿真的观测方法的快速核心组件。
英文摘要:
Simulated wide-field images are becoming an important part of observational astronomy, either to prepare for new surveys or to test measurement methods. In order to efficiently explore vast parameter spaces, the computational speed of simulation codes is a central requirement to their implementation. We introduce the Ultra Fast Image Generator (UFig) which aims to bring wide-field imaging simulations to the current limits of computational capabilities. We achieve this goal through: (1) models of galaxies, stars and observational conditions, which, while simple, capture the key features necessary for realistic simulations, and (2) state-of-the-art computational and implementation optimizations. We present the performances of UFig and show that it is faster than existing public simulation codes by several orders of magnitude. It allows us to produce images more quickly than SExtractor needs to analyze them. For instance, it can simulate a typical 0.25 deg^2 Subaru SuprimeCam image (10k x 8k pixels) with a 5-sigma limiting magnitude of R=26 in 30 seconds on a laptop, yielding an average simulation time for a galaxy of 30 microseconds. This code is complementary to end-to-end simulation codes and can be used as a fast, central component of observational methods relying on simulations.
Microchannel plate detector development for ultraviolet astronomy
Eberhard Karls Universität Tübingen(蒂宾根大学);Empa, Swiss Federal Laboratories for Materials Science and Technology(瑞士联邦材料科学与技术研究所);Technische Universität Clausthal(克莱夫塔尔工业大学)
Observational strategies for ultrahigh-energy neutrinos: the importance of deep sensitivity for detection and astronomy
Sorbonne Université(索邦大学);CNRS(法国国家科学研究中心);Institut d’Astrophysique de Paris(巴黎天体物理研究所);Vrije Universiteit Brussels(布鲁塞尔自由大学);The Pennsylvania State University(宾夕法尼亚州立大学);Universite Paris Diderot(巴黎第七大学);Laboratoire de Physique Nucleaire et de Hautes Energies(核物理与高能物理实验室);Center for Multimessenger Astrophysics(多信使天文学中心);Institute for Gravitation and the Cosmos(引力与宇宙研究所)
Optimization of the Orbiting Wide-angle Light Collectors (OWL) Mission for Charged-Particle and Neutrino Astronomy
OWL利用地球大气层作为巨大的量热计,充分实现新兴的带电粒子天文学领域,对超高能宇宙射线(UHECR)进行高统计测量,并寻找UHE中微子和光子的来源。在~4 x 10^19 eV以上的格赖森-扎采平-库兹明(GZK)抑制的确认表明,大多数UHECR起源于天体物理学对象。更高能量的粒子必须来自大约100 Mpc的来源,并被预测的星系际/星系磁场偏转约1度。皮埃尔俄歇阵列,望远镜阵列和未来的JEM-EUSO国际空间站任务将开启带电粒子天文学,但需要更大的曝光才能完全识别和测量单个源的光谱。OWL在近赤道轨道上使用两台光学孔径为3米、视场为45度的大型望远镜。对一个为期五年的猫头鹰任务的模拟表明,在全孔径约6 x 10^19 eV时,暴露量约为10^6 km^2 sr/年。在不同高度和航天器间隔的观测优化了对UHECR和中微子的灵敏度。OWL的立体事件重建几乎不受轨道倾斜的影响,并且对大气条件非常宽容。可选的单目模式提供了更高的可靠性,并可以增加瞬时孔径。OWL能完全再现水平和向上运动的簇射,因此对UHE中微子具有很高的灵敏度。可充气结构光学和硅光电倍增器的新能力可以大大提高光子灵敏度,降低中微子探测的能量阈值,或者使用更高的轨道增加可视面积。原始和优化的OWL任务和增强的科学能力之间的设计交易进行了描述。
Distributed image reconstruction for very large arrays in radio astronomy
Laboratoire Joseph-Louis Lagrange(约瑟夫-路易·拉格朗日实验室);Université de Nice Sophia-Antipolis(尼斯索菲亚·安提波利斯大学);CNRS(法国国家科学研究中心);Observatoire de la Côte d’Azur(蔚蓝海岸天文台)
Development of Electroformed X-ray Optics Bridging Synchrotron Technology and Space Astronomy
Tokai National Higher Education and Research System, Nagoya University(东海国立高等教育及研究系统,名古屋大学);National Astronomical Observatory Japan(日本国立天文台);Center for Space Sciences and Technology, University of Maryland, Baltimore County (UMBC)(马里兰大学巴尔的摩县分校空间科学与技术中心);Meijo University(名城大学);The University of Tokyo(东京大学);Natsume Optical Corporation(夏目光学株式会社)