The Radio Fundamental Catalogue. I. Astrometry
本研究利用30年的VLBI观测数据和融合观测量新技术，发布了迄今最完整精确的包含21942个致密射电源的全天射电星表，为多领域研究提供参考与定标支持。
2025-01-17 astro-ph.IM
Astrometry as a Tool for Discovering and Weighing Faint Companions to Nearby Stars
本教程讲解结合 Hipparcos 与 Gaia 的绝对天体测量如何发现近邻恒星的行星和褐矮星伴星，并拟合其质量与轨道。
2024-06-17 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
Astrometry for Dynamics
2013年5月，我以本文件回应了欧空局关于为大型飞行任务定义编写白皮书的呼吁。这是欧空局大型天体测量任务盖亚发射前半年。目前关于盖亚后续飞行任务的建议与盖亚类似，因为间隔约20年的两个类似盖亚的飞行任务将为天文学所有分支的动力学研究奠定基础，从太阳系和恒星系统到致密星系、类星体和暗物质，天体测量数据在未来50年内无法超越。
2014-08-14 astro-ph.IM
Extending Gaia DR2 with HST narrow-field astrometry. II. Refining the method on WISE J163940.83-684738.6
在本系列的第二篇论文中，我们完善了将高精度哈勃太空望远镜天体测量与高精度盖亚DR 2绝对参考系相联系的方法，以克服窄视场相机相对天体测量的局限性。我们这里的测试案例是Y棕矮星WISE J163940.83-684738.6，在6年时间基线上的不同时期用宽视场相机3的红色通道观察到。与以前的测定结果相比，我们得到了显著改善的天体测量参数，发现：（mu_RAcosDc，mu_DC，视差）=（577.21+/-0.24mas/yr，-3108.39+/-0.27mas/yr，210.4 +/-1.8mas）。特别是，我们推导出的绝对视差对应于4.75+/-0.05pc的微弱超冷矮星的距离。
2020-02-21 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.IM
The Astrometric Foundation of Astrophysics
天体物理学研究需要非常精确的恒星位置、运动和距离的知识。简要概述了欧空局分别于1989年和2013年发射的两颗天体测量卫星Hipparcos和Gaia的天体测量意义和发展。从太阳系和恒星系统到致密星系、类星体和暗物质，天文学所有分支的天体测量基础都因这些卫星的观测而发生了革命性的变化。基础天体测量学的未来必须在50年的时间框架内考虑，因此在一份广泛的报告中讨论了20年后盖亚后续任务的科学问题：“未来50年的绝对天体测量学”，可在http://arxiv.org/abs/1408.2190上获得。
2014-12-04 astro-ph.IM
The value of astrometry for exoplanet science
系外行星质量测量将是评估类地行星可居住性的关键下一步：这是前十年调查中2020年愿景的一个关键方面，也是NASA战略优先事项的核心。精确的天体测量提供了系外行星质量的测量，可以区分岩石行星和水世界，并能够更好地模拟其大气层，改善光谱学的物种检索。天体测量学的科学潜力将是巨大的。由恒星黑子和恒星表面活动所设定的内在天体物理噪声本底，对于天体测量来说，比更成熟的径向速度技术要温和10倍左右，扩大了发现区域，并将探测阈值推到比以前可能的更低的质量。在仪器方面，精密天体测量受到光场失真和探测器校准问题的限制。这两项技术挑战目前都已在实验室中得到成功解决。然而，我们已经确定有必要继续这些技术开发工作，以实现探测和表征附近FGK恒星周围的类地行星所需的亚微弧秒天体测量精度。国际社会已经认识到天体测量的重要性，已经提出并正在制定各种天体测量任务，其中一些引人注目的任务现已投入使用。我们认为，美国科学界参与这些新技术和科学发现的发展至关重要。我们建议探索将天体测量能力纳入未来系外行星旗舰任务（如HABEX和LUVOIR）的替代方案，大幅增加与待回收类地行星的预期产量相关的科学回报。
2018-03-13 astro-ph.IM
Gaia and VLT astrometry of faint stars: Precision of Gaia DR1 positions and updated VLT parallaxes of ultracool dwarfs
我们比较了盖亚的第一次数据发布（DR 1）的二级数据集在其微弱的限制与CCD的位置，在20个领域的VLT/FORS 2相机观察到的恒星。FORS 2的位置不确定度小于1毫角秒（mas），使我们能够对DR 1的天体测量精度进行独立验证。在我们用FORS 2观测的区域中，我们将盖亚DR 1的位置投影到CCD平面上，在两组匹配的恒星之间进行多项式拟合，并对位置的残差进行统计分析。残差RMS大致符合Gaia DR 1不确定性给出的预期，其中我们在Gaia DR 1精度方面确定了三种机制：对于G = 17-20的恒星，我们发现，在DR 1精度为0.5-5 mas范围内的恒星的形式DR 1位置不确定度被低估了63 +/-5%，而在7-10质量范围内的恒星的DR 1不确定度被高估了2倍。对于最好的测量和一般较亮的G = 16-18星，DR 1位置不确定度<0.5质量，我们在剩余RMS中检测到0.44 +/- 0.13质量的过量噪声，其来源可能是FORS 2和盖亚DR 1。通过采用Gaia DR 1作为绝对参考系，我们改进了FORS 2的像素尺度确定，从而对我们之前发布的20个超冷矮星的视差进行了微小更新。我们还更新了Luhman 16双星褐矮星系统的FORS 2绝对视差为501.42 +/- 0.11 mas
2017-08-02 astro-ph.IM
The Power of Simultaneous Multi-Frequency Observations for mm-VLBI: Astrometry up to 130 GHz with the KVN
在毫米波VLBI观测中，多频段同时观测有可能克服大气传播的基本限制。传播效应严重限制了毫米VLBI的灵敏度，减少了信号相干组合的时间，并阻止了相位参考和天体测量的使用。我们在22、43、87和130 GHz对一组5个活动星系核进行了同步观测，其中最弱的活动星系核约为10000。200 mJy，130 GHz，角间距范围为3.6至11度，使用KVN。我们使用频率相位转移（FPT）和源频率相位参考（SFPR）技术分析了这些数据，这些技术使用较低频率的观测值来校正较高频率的观测值。分析的结果提供了一个经验证明的增加，在130 GHz的相干时间从几十秒到约20分钟，FPT，和高达数小时的SFPR。此外，天体测量分析提供了两个频率之间的高精度相对位置测量，包括首次在130 GHz进行的天体测量。最后，我们展示了一种方法的相对位置测量的广义分解成绝对位置的变化，真正的天体测量登记的地图的各个来源在多个频率，高达130 GHz。
2015-11-05 astro-ph.IM
Astro2020 Activity, Project of State of the Profession Consideration (APC) White Paper: All-Sky Near Infrared Space Astrometry. State of the Profession Considerations: Development of Scanning NIR Detectors for Astronomy
盖亚是欧空局开发的一项革命性空间任务，正在提供整个天空的5参数天体测量，测光和径向速度，天体测量精度低至几十微弧秒。盖亚的一个弱点是它只在光学波长下工作。然而，银河系中心和旋臂区域的大部分，对某些研究很重要，被星际灭绝所掩盖，这使得盖亚很难深入探测。这个问题可以通过切换到近红外（NIR）来解决，但这对于硅CCD来说是不可能的。此外，为了扫描整个天空并进行全局绝对视差测量，航天器必须具有恒定的旋转，这需要探测器在时间延迟积分（TDI）模式或类似模式下操作。
2019-07-11 astro-ph.GA astro-ph.IM
The wide-field VLBA calibrator survey -- WFCS
本文介绍了迄今为止最大的VLBI绝对天体测量活动的观测结果，13,645无线电源的甚长基线阵列（VLBA）。其中7220个已被探测到，包括6755个以前从未用VLBI观测过的目标源。这使得目前的VLBI目录是有史以来最大的出版。目标源的位置已被确定与中位数的不确定性1.7 mas，并已生成7179个源的15,599个图像。与以前的绝对射电天体测量活动不同，观测是在4.3和7.6千兆赫同时使用一个宽带接收器。由于精细的光谱和时间分辨率，视场为4至8角分--比以前的调查中的10至20角秒大得多。这使得使用低位置精度的输入目录并检测扩展源中的紧凑组件成为可能。与以前的绝对天体测量活动不同，观测到了陡峭和平坦的光谱源。这些观测是以所谓的填补模式安排的，以填补其他高优先项目之间的空白。这是通过开发全自动调度程序实现的。
2020-11-03 astro-ph.GA astro-ph.IM
Precision Space Astrometry as a Tool to Find Earth-like Exoplanets
由于最近的技术进步，精密空间光学天体测量所需的关键技术现已掌握。微弧秒天体测量探测器（MAP）的任务概念是在最近的~90颗FGK恒星周围的1AU轨道（按太阳光度换算）上寻找1颗地球质量的行星。MAP有效载荷包括i）一个具有1米主镜和计量子系统的单个三镜消色差望远镜，和ii）一个相机。相机焦平面由42个探测器组成，提供0.4度的奈奎斯特采样FOV。它的计量子系统确保MAP可以在1小时内达到0.8 uas的天体测量精度，这是探测我们恒星附近类地系外行星所需的。MAP任务可以为一个更大的测量其光谱的日冕测量任务提供大约10个特定的目标。我们主张发展能够找到地球2.0的空间天体测量任务。考虑到目前的技术准备情况，这种依赖精确天体测量的飞行任务可能在未来十年内进行，也许可以与其他国家航天局合作。
2018-03-10 astro-ph.EP astro-ph.IM
Calibrations for high precision differential astrometry onboard Theia and HWO
Univ. Grenoble Alpes, CNRS, IPAG（格勒诺布尔阿尔卑斯大学，法国国家科学研究中心，行星与地球物理研究所）；CNES（法国国家空间研究中心）；Pyxalis（Pixalis）
针对 Theia 和 HWO 任务对亚微角秒精度的需求，本文提出探测器表征、干涉校准和全局优化天体校准三项技术，共同支撑下一代高精度天测量任务。
2026-09-15 astro-ph.IM
Astrometric detection of exoplanets
本文介绍利用高精度天体测量技术（如盖亚卫星）探测系外行星的方法，涵盖相对与绝对测量技术，并讨论其探测极限与预期产出。
2024-03-13 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
Systematics and accuracy of VLBI astrometry: What can be learned from a comparison with Gaia Data Release 2
我们的目标是在Gaia数据发布2（Gaia DR 2）的帮助下研究ICRF 3的整体属性。这可以作为对《公约》质量的外部检查。ICRF 3星表的射电源位置与盖亚DR 2在G < 18.7时的光学对应位置进行了比较。他们的属性进行了分析，在引用的误差的观测数量的依赖性，decompensation，和全球的差异，后者揭示了通过在矢量球谐函数的扩展。与ICRF 1和ICRF 2相比，ICRF 3 S/X波段星表显示出对观测次数的更平滑的依赖性，而K和X/Ka波段在观测次数约为50时产生依赖性差异。除了X/Ka波段的X分量是由非定义源的位置误差引起的外，所有ICRF星表的旋转结果都是一致的。在ICRF 3 S/X波段组件和Gaia DR 2之间没有发现明显的滑动。而K和X/Ka带坐标系在Y分量上呈现出+50 μ As的偶极畸变和几个50μAs的四极畸变。在X/Ka波段，沿Z轴的滑移超过200 μAs。ICRF星表中的这些系统分类显示，当共同源的数量足够（> 100）时，对盖亚样本的极限星等的依赖性较小。ICRF 3 S/X波段星表在本底噪声水平上显示出更高的准确性和系统性。但应注意X/Ka波段的纬向误差，特别是在比较单个源的多频率位置时。
2019-12-16 astro-ph.IM
High-precision astrometry with VVV -- II. A near-infrared extension of Gaia into the Galactic plane
本研究利用VVV近红外地面数据，结合哈勃空间望远镜的高精度处理技术，将盖亚天体测量扩展到银河系中心严重消光区域，获得了优于1毫角秒每年的自行精度，并发布了约350万个源的天体测量-测光星表。
2024-03-25 astro-ph.GA astro-ph.IM astro-ph.SR
Science performance of Gaia, ESA's space-astrometry mission
盖亚是欧洲航天局（欧空局）的下一个天体测量任务，是继依巴谷任务成功之后的又一次任务。Gaia的焦平面包含106个CCD探测器，它将在其5年的寿命内观测整个天空，并反复观测最亮的10亿个天体，最亮的天体可达20等。盖亚的科学数据包括绝对天体测量、宽带测光和低分辨率分光光度测量。将获得分辨率为11，500的光谱数据，用于最亮的1.5亿个源，低至17等。航天器的热机械稳定性，再加上选择日地月系统L2 Lissajous点进行操作，使得恒星弛豫测量的标准误差小于10微弧秒（muas），亮度超过12等的恒星为25 muas，亮度为15等的恒星为300 muas。光度标准误差在毫量级范围内。光谱数据允许测量径向速度，误差为15公里/秒，震级为17。盖亚的主要科学目标是解开银河系的运动学，动力学和化学结构和演化。此外，盖亚的数据将触及许多其他科学领域，例如，恒星物理、太阳系天体、基础物理和系外行星。盖亚航天器目前正处于鉴定和生产阶段。随着2013年的推出，最终目录预计将于2021年发布。数据处理和分析联合会（DPAC）组织的欧洲科学界负责数据的处理。
2012-01-16 astro-ph.GA astro-ph.IM
The impact of CCD radiation damage on Gaia astrometry: I. Image location estimation in the presence of radiation damage
盖亚飞行任务的目的是以前所未有的精确度进行绝对天体测量;对于一颗15等的G2 V型恒星，飞行任务结束时的视差标准误差要求为30微弧秒。这些要求对每次观测的CCD上的恒星图像的位置的估计的精度设置了严格的约束：0.3对于相同的V=15 G2 V星，可以使用毫秒（mas）或0.005像素。然而，Gaia CCD将遭受由辐射损伤引起的电荷转移效率低下（CTI），这将降低恒星图像质量，并且如果不适当地解决，可能会降低Gaia的天体测量性能。首次在这种详细程度上，研究了辐射损伤对盖亚性能的潜在影响。在这第一篇论文中，我们专注于评价CTI对图像定位精度的影响。我们发现，CTI降低恒星图像的信噪比和不可逆地降低图像的位置估计精度。因此，位置估计的标准误差增加高达6%的辐射损伤水平相当于任务结束。此外，CTI引起的图像失真在图像位置估计中引入了系统偏差（在Gaia操作条件下高达0.05像素或3 mas）。我们提出了一种新的方法，CTI缓解，使，没有校正的原始数据，无偏估计的图像位置和通量从损坏的观察。它的实现将最微弱幅度的最大测量位置偏差降低到0.005像素（幅度15时约为4 e-4像素）。在第二篇论文中，我们将研究CTI效应如何影响最终的天文测量精度的盖亚通过传播残差通过天文测量的解决方案。
2011-10-07 astro-ph.IM
Simulating Roman+Gaia Combined Astrometry, Parallaxes, and Proper Motions
David A. Dunlap Department of Astronomy & Astrophysics, University of Toronto（多伦多大学大卫·邓拉普天文学与天体物理系）；Space Telescope Science Institute（太空望远镜科学研究所）；Center for Astrophysical Sciences, The William H. Miller III Department of Physics & Astronomy, Johns Hopkins University（约翰斯·霍普金斯大学威廉·H·米勒三世天文学与物理学天文科学中心）
本文提出一个工具，用于模拟结合盖亚数据与罗马图像的测光精度，评估不同观测策略对自行精度的影响，并指出需多年罗马单独观测以满足科学需求。
2026-03-27 astro-ph.IM stat.AP
Astrometric orbits of spectral binary brown dwarfs I: Massive T dwarf companions to 2M1059$-$21 and 2M0805$+$48
近红外光谱巡天发现了一群短周期的混合光谱双星，它们由低质量恒星和褐矮星组成。这些系统可通过天体测量监测进行轨道确定和单个质量测量。在这里，我们提出了多年的运动，以获得高精度的绝对天体测量光谱双星使用双子座南和双子座北GMOS成像仪的第一个结果。我们测量了两个系统的完整天体测量轨道：2M0805 $+$ 48和2M1059 $-$ 21。我们对2M0805 $+$ 48的天体测量轨道与先前确定的2年径向速度轨道一致，我们发现它的T5.5伴星质量为$66^{+5}_{-14} M_\mathrm{Jup}$。对于2M1059 $-$ 21，我们发现它的T3.5伴星的轨道周期为1.9年，质量为$67^{+4}_{-5} M_\mathrm{Jup}$。我们证明，亚毫角秒绝对天体测量可以获得与GMOS成像仪，这是一个有效的途径，确认和表征超冷双星系统。
2020-04-30 astro-ph.IM astro-ph.SR
Searching for substellar companion candidates with Gaia. III. Search for companions to members of young associations
本研究利用GaiaPMEX工具结合Gaia天体测量、直接成像与视向速度数据，搜寻年轻星协成员星的亚恒星伴星，新发现1颗巨行星、确认2颗亚恒星伴星、识别9个行星质量伴星候选体，并验证了此前2例系外行星探测在2σ水平无证据支持。
2025-01-17 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
Gaia: 3-dimensional census of the Milky Way Galaxy
空间天体测量与地面观测相比具有独特的优势：全天覆盖、相对稳定、温度和重力不变的操作环境提供的精度、准确度和样本量比地面结果大几个数量级。更重要的是，绝对天体测量是可能的。欧洲航天局的基石任务盖亚正在实现这一承诺。盖亚提供了5维相空间测量- 3个空间坐标和两个空间运动在天空平面-为银河系的恒星星族的代表性样本，包括超过20亿颗恒星，约占恒星的百分之一，超过百分之五十的半径。完整的6维相空间数据是从盖亚的视线（径向）速度为3亿最亮的恒星。这些数据对天体物理学和基础物理学做出了重大贡献，从太阳系到宇宙学。一场知识革命正在进行。
2018-03-26 astro-ph.IM gr-qc physics.ed-ph
Bayesian analysis of Gaia epoch astrometry and radial velocities with kima
Tsung-Dao Lee Institute, Shanghai Jiao Tong University（上海交大李政道研究所）；School of Physics and Astronomy, University of Birmingham（伯明翰大学物理与天文学院）；Observatoire Astronomique de l’Université de Genève（日内瓦大学天文台）
为分析Gaia历元天体测量数据及联合径向速度数据，开发了开源软件kima的两个新模型，通过扩散嵌套采样进行参数估计和模型比较，验证了其在真实和模拟数据上的有效性。
2026-09-09 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
Astrometry and exoplanets in the Gaia era: a Bayesian approach to detection and parameter recovery
我们开发了贝叶斯方法和轨道拟合的检测标准，并根据盖亚的飞行特性修改了系外行星的可检测性。作为发展的第一步，我们将自己限制在一个行星系统中，模拟了在S/N，轨道周期和偏心率网格上的系外行星系统的盖亚数据。模拟，然后适合使用马尔可夫链蒙特卡罗方法。我们根据三个信息标准和增量卡方来研究检测率。对于δ χ ^2，有效自由度的数量取决于任务的长度。我们发现，马尔可夫链的起点的选择可以影响结果的质量，因此，我们考虑两个极限的可能性：一个理想的情况下，和一个非常简单的方法，找到假设圆轨道的起点。使用Jeffreys的证据尺度，当考虑5年（10年）任务并使用Akaike信息标准或Watanabe-Akaike信息标准时，通过强证据标准的假阳性分数< ~0.2%（0.6%），当使用贝叶斯信息标准时，<0.02%（<0.06%）。我们发现有50%的机会探测到一颗S/N最小值为2.3（1.7）的行星。这将行星可探测到的最大距离设定为约70秒差距和约3.5秒差距，分别为一颗质量为海王星和海王星的行星，假设任务时间为10年，半长轴为4天文单位，恒星为1 M_太阳。周期是可以以最佳精度确定的轨道参数，假设飞行时间为5年（10年），则输入和输出周期之间的中位相对差为4.2%（2.9%）。轨道半长轴的中位精度可以恢复，中位相对误差为7%（6%）。偏心率也可以恢复的绝对精度中位数为0.07（0.06）。
2018-01-31 astro-ph.EP astro-ph.IM
Closeby Habitable Exoplanet Survey (CHES). V. Planetary Parameters Derived from Angular Separation Variations
University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）；CAS Center for Excellence in Comparative Planetology（中国科学院比较行星学卓越创新中心）；University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学）；University of Exeter（埃克塞特大学）；China National Laboratory on Adaptive Optics（自适应光学国家实验室）；Institute of Optics and Electronics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院光电技术研究所）
CHES项目通过角分离变化推导行星参数，克服传统相对视差测量的局限，提供更稳定的高精度测量方法。
2026-03-29 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.IM
Absolute kinematics of radio-source components in the complete S5 polar cap sample. IV. Proper motions of the radio cores over a decade and spectral properties
我们对完整的S5极冠样本中的13个河外射电源进行了两个甚长基线干涉测量（VLBI）观测时期的高精度天体测量分析。VLBI历元跨越10年的时间基线，使我们能够实现精确的源核心的自行高达每年几个微弧秒。观测是在14.4 GHz和43.1 GHz，使我们能够估计的频率核心偏移的源，其中的频谱指数分布可以计算的子集。我们研究了源位置的稳定性，通过分析基准源点（射流核心）的相对位置的变化，在十年。我们发现0.1-0.9质量的运动之间的两个时代，这意味着在喷流核心的漂移约几十微作为每年之间的近距离源。这些结果对标准的活动星系核（AGN）喷流模型（核心位置应该在时间上是稳定的）有影响。对于我们的一个源，0615+820，2010年的形态和光谱特性，以及2000年和2010年之间的相对天体测量，表明活动星系核喷流与ISM的强秒差距尺度的相互作用的可能性，一个引力透镜与~1质量的直径，或解决了大质量的双黑洞。
2016-10-26 astro-ph.GA astro-ph.IM
Lessons learned from SPHERE for the astrometric strategy of the next generation of exoplanet imaging instruments
测量直接成像的系外行星的轨道需要精确的天文测量在毫角秒的水平，在很长的一段时间内，由于他们的广泛分离的恒星（$\gtrsim$ 10 au）和长的轨道周期（$\gtrsim$ 20 yr）。为了实现这一具有挑战性的目标，对光谱偏振高对比度系外行星研究仪器（SPHERE）实施了一项具体战略，SPHERE是欧洲南方天文台甚大望远镜的第一个专用系外行星成像仪器。这一战略的一个关键部分取决于仪器随时间的天体测量稳定性。我们用近红外仪器IRDIS监测了五年的光学畸变、像素尺度和SPHERE图像真北方向的演变。我们表明，仪器校准实现了$\sim$ 1 MAS超过2 $"$视野的位置稳定性。我们还讨论了SPHERE天体测量策略，在天空操作过程中遇到的问题，以及ESO正在建造的超大望远镜上的下一代系外行星成像仪器的经验教训。
2021-07-29 astro-ph.EP astro-ph.IM
