The development of the THESEUS SXI optics
瞬变高能源和早期宇宙探测器是欧空局M5候选任务，目前处于A阶段，将于$\sim$ 2032年发射。该飞行任务的目的是完成伽马射线暴调查和监测瞬态X射线事件。莱斯特大学是软X射线仪器（SXI）的PI研究所，负责光学和探测器的开发。SXI由两个宽视场龙虾眼X射线模块组成。每个模块由64个8 × 8阵列的微孔光学器件（MPO）和每个焦平面上的8个CMOS探测器组成。MPO的几何形状包括具有正方形横截面的微孔的正方形填充阵列，其布置在具有光学器件焦距两倍的曲率半径的球形表面上。在0.3-5 keV的光子能量范围内工作，最佳$L/d$比（孔长度$L$和孔宽度$d$）大于50，并且在SXI的整个光学孔径上是恒定的。SXI模块的性能目标是4.5弧分的角分辨率，$\sim$ 1弧分的定位精度，并采用60的$L/d$。在A期研究期间，我们正在与制造商Photonis France SAS合作，研究改善MPO当前性能和一致性的方法。我们提出了THESEUS SXI模块的光学设计和旨在提高MPO性能的工作方案以及研究结果。
2021-02-17 astro-ph.IM
The Near-Infrared Sky Surveyor
[NIRSS是十年调查倡导的宽视场红外巡天望远镜（WFIRST）任务的三个概念之一。近红外巡天仪（NIRSS）在地球大气层之外运行，没有其有限的吸收和热背景，将在近红外波长下深入绘制整个天空，从而实现新的和基本的发现，从太阳系外行星的识别到通过识别z>10的数千个类星体来探测再电离时代。国家红外遥感系统将直接针对美国航天局研究宇宙起源的科学目标，在为期4年的飞行任务中使用1.5米望远镜在1至4微米的四个通带内达到全天0.2微焦耳（25.6等AB）的灵敏度。在三个较短的通带（1 - 2.5微米），拟议的深度与迄今为止完成的最深的激光束调查相当，比以前唯一的全天近红外调查2 MASS灵敏3000倍。在最长的通带（3.5微米），这是不可行的从地面上，NIRSS将是500倍以上的灵敏度比WISE。NIRSS填补了我们对天球知识的一个关键空白，是WISE的自然补充，并与下一代深（0.1 μ J）、宽区域（>2 π ster）、地基光学调查（LSST和Pan-Starrs）很好地匹配。由于地面红外观测的高热背景，只有从空间进行亚μ y灵敏度的近红外全天巡天才是可行的。
2010-08-20 astro-ph.IM
Synergies of THESEUS with the large facilities of the 2030s and guest observer opportunities
拟议中的THESEUS任务将极大地扩展监测高能天空的能力，并将利用伽马射线暴的大量样本来探测早期宇宙，追溯到第一代恒星，并通过探测和定位对应的引力波和宇宙中微子源来推进多信使天体物理学。将这些活动与预计在30年代运行的多波长、多信使设施结合起来并加以协调，将为天体物理学、宇宙学和基础物理学的许多领域开辟新的探索途径，从而大大加强忒修斯和这些设施的总体科学影响。我们在这里讨论一些这些强大的协同作用。
2021-05-09 astro-ph.IM
Cosmology Large Angular Scale Surveyor (CLASS): Pointing Stability and Beam Measurements at 90, 150, and 220 GHz
宇宙学大角度尺度探测器（CLASS）望远镜阵列在智利阿塔卡马沙漠以40、90、150和220 GHz附近的频率波段探测75%的天空。CLASS测量最大角度尺度的CMB偏振，目的是限制张量与标量之比，测量再电离的光学深度接近宇宙方差极限等。CLASS Q波段（40 GHz）、W波段（90 GHz）和二向色高频（150/220 GHz）望远镜分别自2016年6月、2018年5月和2019年9月以来一直在观测。40 GHz仪器的天空光学特性已经公布。在这里，我们提出了初步的天空测量的光束在90，150和220 GHz的，和指向稳定的90和150/220 GHz的望远镜。从木星专用观测测量的平均90，150和220 GHz波束的半高宽（FWHM）分别为0.615+/-0.019度，0.378+/-0.005度和0.266+/-0.008度。望远镜指向的变化在光束FWHM的百分之几以内。
2022-08-09 astro-ph.IM
On-sky performance of new 90 GHz detectors for the Cosmology Large Angular Scale Surveyor (CLASS)
本研究介绍了对CLASS阵列90 GHz望远镜焦平面模块的升级设计，以及通过木星观测测得的新型探测器的在轨光学效率，旨在提升光学效率与探测器稳定性。
2023-03-23 astro-ph.CO astro-ph.IM physics.ins-det
Four-year Cosmology Large Angular Scale Surveyor (CLASS) Observations: On-sky Receiver Performance at 40, 90, 150, and 220 GHz Frequency Bands
宇宙学大角尺度探测器（CLASS）在1 $^\circ \lesssim θ\leq$ 90 $^\circ$的角尺度上观测极化宇宙微波背景（CMB），目的是表征原始引力波和宇宙再电离。我们报告了CLASS Q波段（40 GHz），W波段（90 GHz）和二向色G波段（150/220 GHz）接收器的天空性能，这些接收器分别自2016年6月，2018年5月和2019年9月以来在阿塔卡马沙漠的CLASS站点运行。我们表明，由探测器测量的噪声等效功率与基于天空光学负载和实验室测量的探测器参数的预期噪声模型相匹配。使用月球，金星和木星的观测，我们获得功率天线温度校准和光学效率的望远镜。从CMB的调查数据，我们计算瞬时阵列噪声等效温度灵敏度为22，19，23，和71 $\mathrm{μK}_\mathrm{cmb}\sqrt{\mathrm{s}}$为40，90，150，和220 GHz的频带，分别。这些噪声温度指的是白噪声幅度，它有助于在所有角度尺度的天空地图。未来的论文将评估影响更大角度尺度的其他噪声源。
2022-02-09 astro-ph.CO astro-ph.IM
The Near Ultraviolet Transient Surveyor (NUTS): An ultraviolet telescope to observe variable sources
观测紫外线（UV）天空中的时变现象是许多令人兴奋的科学目标之一，可以通过空间中相对较小的孔径望远镜实现。近紫外线瞬变探测器是一个宽视场（$3^\circ$）成像仪，带有近紫外线（NUV，200-300 nm）光子计数探测器，将在即将到来的小型卫星飞行任务中飞行。它有一个Ritchey-Chretien（RC）望远镜设计，带有校正光学系统，可以进行宽视场观测，同时最大限度地减少光学像差。我们使用了带有日盲光阴极的增强型CMOS探测器，以光子计数模式运行。该仪器的主要科学目标是观测紫外线中的瞬变源，包括耀斑星、超新星和活动星系核。NUTS的孔径大小和有效面积使得能够观测到紫外天空中相对未被探索的、较亮的部分，这些部分通常是大型飞行任务无法到达的。我们已经设计，制造和组装的仪器，并正在进行最后的校准和环境测试。在本文中，我们提供了仪器的科学动机和技术概述，并描述了组装和校准步骤。
2022-01-07 astro-ph.IM
Two-year Cosmology Large Angular Scale Surveyor (CLASS) Observations: A First Detection of Atmospheric Circular Polarization at Q Band
地球的磁场会引起大气中氧分子磁偶极跃迁的塞曼分裂，从而产生毫米波波段的偏振辐射。这种偏振发射主要是圆偏振的，并表现为具有偶极形天空图案的前景，用于偏振敏感的地面宇宙微波背景实验，例如宇宙学大角尺度探测器（CLASS），它能够测量大角尺度圆偏振。使用大气发射理论和辐射转移形式主义，我们模拟预期的振幅和空间分布的信号和评估模型的CLASS观测站点在智利北部的阿塔卡马沙漠。然后，使用两年的观测在32.3 GHz到43.7 GHz的类Q波段望远镜，我们提出了一个检测这个信号，并比较观察到的信号预测的模型。我们恢复了磁北和$(-5.5 \pm 0.6)^\circ$的真北之间的角度，这与CLASS观测站点对$-5.9^\circ$的期望一致。当比较偶极天空模式与模拟和数据导出的天空图时，偶极方向在一定程度内匹配，并且测量的振幅在${\sim}20\%$内匹配。
2020-01-31 astro-ph.IM
CLASS: The Cosmology Large Angular Scale Surveyor
宇宙学大角尺度探测器（CLASS）是测量宇宙微波背景（CMB）极化中暴胀产生的引力波背景信号的实验。CLASS是一个由四台望远镜组成的多频阵列，在智利阿塔卡马沙漠的一个高海拔地点运行。CLASS将在以38、93、148和217 GHz为中心的四个频带中调查70%的天空，这些频带被选择为跨越银河系前景最小值，同时避免强烈的大气发射线。这一宽广的频率覆盖范围确保了CLASS能够区分银河系的辐射和宇宙微波背景辐射。CLASS调查的天空部分将允许原始B模式功率谱的完整形状被表征，包括低$\ell$下的再电离信号。其独特的大天空覆盖范围，控制系统误差和高灵敏度的组合将允许CLASS在$r=0.01$的水平上测量或设置张量标量比的上限，并对最后散射表面的光学深度进行宇宙方差限制的测量，$τ$。
2014-08-20 astro-ph.IM
Gamma Ray Burst studies with THESEUS
伽马射线暴（GRB）是宇宙中最强大的瞬变现象，在几秒钟内会超过所有其他$γ$射线源。它们的发射是在大质量恒星的核心坍缩或紧凑双星合并后发射的窄准直相对论喷流中产生的。忒修斯将为伽玛暴作为宇宙学工具的应用打开一扇新的窗口，它将获得一个具有统计意义的高$z$伽玛暴样本，并提供大量中低红移的伽玛暴，将现有的样本扩展到低光度。软X射线成像仪（SXI）和X-γ射线成像光谱仪（XGIS）的宽能带和前所未有的灵敏度为我们揭示瞬发辐射的本质提供了新的途径。对于第一次，从0.3千电子伏到10兆电子伏的提示发射光谱与前所未有的大计数统计的充分表征将有可能揭示同步辐射的签名。SXI光谱可延伸至0.3 keV，将限制局部金属吸收，并且对于最亮的事件，还将限制祖先喷出物的成分。内能耗散机制的性质的调查，将获得通过系统的研究与XGIS的亚秒级的变化，迄今尚未探索过这样一个广泛的能量范围。THESEUS将遵循的光谱演变的即时发射到软X射线波段在早期陡峭的衰减，并通过平台阶段的独特能力，扩展超过10千电子伏的光谱研究这些早期余辉发射阶段。
2021-04-21 astro-ph.IM
The Cosmology Large Angular Scale Surveyor
宇宙学大角尺度探测器（CLASS）是一个四望远镜阵列，旨在通过测量最大角尺度上的极化宇宙微波背景（CMB）来表征从暴胀到再电离的残余原始引力波和光学深度。四个CLASS望远镜的频率，一个在38 GHz，两个在93 GHz，一个在145/217 GHz的分色系统，被选择为避免高大气发射的光谱区域，并跨越最小的极化银河前景：同步辐射在较低的频率和尘埃辐射在较高的频率。低噪声过渡边缘传感器探测器和快速前端偏振调制器提供了高灵敏度、稳定性和系统控制的独特组合。CLASS站点位于智利阿塔卡马沙漠5200米处，允许每天绘制高达70%的天空，并能够在最大角度尺度上表征CMB偏振。利用这种宽频率范围、大天空覆盖范围、系统控制和高灵敏度的组合，CLASS将观察CMB E和B模式功率谱的再电离和复合峰。CLASS将对再电离的光学深度进行宇宙方差有限的测量，并将测量张量与标量之比$r$或将其上限降低到0.01（95\% C.L.）。
2016-08-29 astro-ph.IM
saprEMo: a simplified algorithm for predicting detections of electromagnetic transients in surveys
GW 170817的多波长探测开创了多信使天文学。下一步是解释来自引力波源的观测结果。我们介绍saprEMo，一种旨在预测电磁信号数量的工具，其特征在于特定的光变曲线和光谱，预计在一个特定的天空调查。通过查看过去的调查，saprEMo允许我们限制电磁发射或事件率的模型。将saprEMo应用于拟议的天文学任务/观测活动提供了一个关于其科学影响的视角，并测试了采用不同观测战略的效果。对于我们的第一个案例研究，我们采用了一个模型的自旋下降动力的X射线辐射预测的二元中子星合并产生一个长寿的中子星。我们将saprEMo应用于XMM-牛顿和钱德拉收集的数据，并在任务概念THESEUS的观测过程中进行$10^4$。我们证明了我们的发射模型和双中子星合并率意味着在XMM-牛顿星表中存在一些信号。我们还表明，由鲍尔等人发现的新的X射线瞬变类。在钱德拉深场南部是勉强符合预期的速率。最后，通过研究任务概念THESEUS，我们展示了在X射线瞬变搜索中大得多的视场的实质性影响。
2018-12-20 astro-ph.HE astro-ph.IM
The THESEUS space mission concept: science case, design and expected performances
THESEUS是一个空间飞行任务概念，旨在利用伽马射线暴研究早期宇宙，并在多信使和时域天体物理学方面取得重大进展。这些目标将通过一种独特的仪器组合来实现，这种组合允许在广阔的视野内进行伽马射线暴和X射线瞬态探测（大于1 sr），具有0.5-1弧分局域化，能带从几MeV延伸到0.3 keV，对软X射线域中的瞬态源具有高灵敏度，以及机载即时（几分钟）跟进与0.7米级红外望远镜的成像和光谱能力。忒修斯将完全适合于解决宇宙学中的主要开放问题，例如，恒星形成率和恒星间和银河系内介质的金属丰度演化，直至红移$\sim$ 10，Pop III恒星的特征，再电离的来源和物理学，以及星系光度函数的暗端。此外，它将提供前所未有的能力来监测X射线变化的天空，从而检测，定位和识别引力辐射源的电磁对应物，这可能在20年代末/30年代初由下一代设施如aLIGO/ aVirgo，eLISA，KAGRA和爱因斯坦望远镜进行常规检测。THESEUS还将与下一代多波长观测站（例如，LSST、ELT、SKA、CTA、ATHENA）。
2018-03-27 astro-ph.HE astro-ph.IM
The X/Gamma-ray Imaging Spectrometer (XGIS) on-board THESEUS: design, main characteristics, and concept of operation
THESEUS是欧空局在其宇宙视觉科学计划中选择的第五个中等任务（M5）候选者的三个任务之一，目前正在A阶段研究中进行评估，计划于2032年发射。THESEUS设计用于携带两个宽深天空监测仪器，用于X/伽马射线瞬变探测：具有成像能力的宽视场软X射线监视器（软X射线成像仪，SXI，0.3 - 5 keV），硬X射线，部分成像光谱仪（X和伽马成像光谱仪，XGIS，2 keV - 10 MeV），以及具有成像和光谱能力的光学/近红外望远镜（红光望远镜，IRT，0.7 - 1.8 $μ$ m）。该航天器将能够执行快速重定向的IRT提供的监测器的错误区域，从而使其能够检测和定位的瞬态源下降到几个角秒的精度，立即识别和红移的测定。XGIS的主要目标将是检测瞬态源，监测时间尺度低至毫秒，独立于或跟随SXI检测，并识别在< 15弧分处执行定位的源，并在宽能带上对其进行表征，从而为其发射物理学提供独特的线索。XGIS系统由两个独立但相同的编码掩模相机组成，布置成覆盖2球面度。XGIS将采用一种创新技术，将硅漂移探测器（SDD）与晶体闪烁体棒和非常低噪声的分布式前端电子设备相结合（ORION ASIC），它将产生位置敏感探测平面，在巨大的能带上有很大的有效面积（从软X射线到软伽马射线），时间分辨率低至几个$μ$。这里介绍了XGIS仪器设计、配置和能力
2021-02-17 astro-ph.IM
Validation of the Survey Simulator tool for the NEO Surveyor mission using NEOWISE data
为评估 NEO Surveyor 任务寻找潜在危险小行星的进展，开发了模拟工具，并利用 NEOWISE 数据验证其预测天体位置和热红外通量的可靠性，同时新发现了大量未报告的近地小行星探测记录。
2023-10-19 astro-ph.EP astro-ph.IM
The Rapid Transient Surveyor
快速瞬变测量仪（RTS）是一个拟议中的快速响应，高节奏的自适应光学（AO）设施的UH 2.2米望远镜在Maunakea。RTS将独特地解决在短短几个月内对数万个物体进行高灵敏度和敏感的近红外光谱后续观测的需求，结合了出色的观测场地，无与伦比的机器人观测效率和显着提高灵敏度和空间分辨率的AO系统。我们最初将使用RTS获得小行星陆地撞击最后警报系统在两年时间内识别的~ 4，000个Ia型超新星的红外光谱，这对于精确测量距离和绘制z < 0.1宇宙中暗物质的分布至关重要。RTS将包括Robo-AO激光AO系统的升级版本，并将快速响应目标机会事件，最大限度地减少发现和表征之间的时间。RTS将获得在整个可见光谱范围内（中值条件下为20% i '-band Strehl）具有0.07-0.10”敏锐度和在近红外中具有<0.16”敏锐度的模糊图像，并将在约500的对比度下检测0.5”处的同伴。该系统将包括一个高效棱镜积分场单元摄谱仪：R = 70-140，总带通为840-1830 nm，视场为8.7”× 6.0”（0.15”spaxels）。AO校正将光谱仪对天空背景的红外点源灵敏度提高了7倍，使UH 2.2-m的H波段灵敏度达到了5.7-m望远镜的水平。
2016-06-23 astro-ph.IM
A data processing pipeline for the WINTER near-infrared surveyor using the $\texttt{mirar}$ framework
Columbia University（哥伦比亚大学）；University of Maryland, College Park（马里兰大学帕克分校）；Joint Space-Science Institute, University of Maryland（马里兰大学联合空间科学研究所）；NASA Goddard Space Flight Center（美国宇航局戈达德太空飞行中心）；Northwestern University（西北大学）；California Institute of Technology（加州理工学院）；Cerro Tololo Inter-American Observatory/NSF NOIRLab（北美洲-南美洲天文台/美国国家科学基金会NOIRLab）；University of Minnesota（明尼苏达大学）
本文介绍基于 mirar 框架的 WINTER 近红外巡天数据处理流水线，实现端到端数据归约与瞬变源探测，并报告了其在天性能及早期科学成果。
2026-09-11 astro-ph.IM
ASTENA: a mission concept for a deep study of the transient gamma-ray sky and for nuclear astrophysics
伽马射线天文学是一个潜力尚未得到充分开发的分支。超新星爆炸中元素和同位素丰度的观测不仅是恒星结构和演化的关键探测器，也是理解Ia型超新星作为宇宙膨胀性质研究标准烛光的物理学的关键探测器。尽管它的关键作用，核天体物理学仍然是一个探索不足的领域，主要是典型的发射线强度正在消失小，需要非常高的灵敏度的望远镜。此外，尽管人们已经测量到了511 keV的正电子湮没线的银河系膨胀主导强度，但由于亚MeV能区常用仪器的角分辨率和灵敏度不够，其起源仍然是一个谜。为了回答这些科学问题，需要相对于现有仪器在灵敏度和角分辨率方面的跳跃。在欧盟AHEAD项目范围内，提出了一项新的高能飞行任务，能够解决前面提到的问题。这一任务概念名为ASTENA（瞬态事件和核天体物理学高级探测器），包括两个仪器：一个具有成像和光谱能力的宽视场监测器（WFM-IS，2 keV - 20 MeV）和一个窄视场望远镜（NFT，50 - 700 keV）。得益于角分辨率、灵敏度和大视场的组合，ASTENA将成为硬X射线和软伽马射线能带的突破，也使该能带的偏振测量成为可能。在这次演讲中，讨论了任务的科学目标，描述了有效载荷配置，并显示了观察关键目标的预期性能。
2022-11-30 astro-ph.HE astro-ph.IM
NANCY: Next-generation All-sky Near-infrared Community surveY
NANCY是利用罗曼望远镜的全天红外巡天，提供高分辨率多历元成像，测量银河系恒星自行，惠及众多天文研究。
2023-06-20 astro-ph.IM
