Better support for collaborations preparing for large-scale projects: the case study of the LSST Science Collaborations Astro2020 APC White Paper
通过LSST科学合作组织的经验，本文倡导新的和改进的方法来资助数据科学和天体物理学界面上的大型复杂合作，因为他们正在准备和进行peta-scale，复杂的调查，其中LSST是一个很好的例子。我们主张建立支持研究和基础设施开发的计划，以实现这种规模的创新合作研究。
2019-07-21 astro-ph.IM
Astro2020 APC White Paper: Theoretical Astrophysics 2020-2030
在过去的二十年里，我们看到了对观测设施的巨大投资，这些设施有望揭示关于宇宙的新的和前所未有的发现。相比之下，对理论工作的投资完全相形见绌，尽管理论在解释这些观测结果、预测新类型的现象和为观测策略提供信息方面发挥着至关重要的作用。在这份白皮书中，我们认为，为了在未来十年及以后实现天体物理学的关键突破，国家机构必须采取认真的方法来投资理论天体物理学研究。我们讨论了理论在塑造我们对宇宙的理解中的作用，然后我们提供了一个多层次的战略，从基层到国家，以解决目前理论相对于观测工作的投资不足。
2019-12-18 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
Astro2020 APC White Paper: Durable Agency Support for Exoplanet Catalogs and Archives
目前系外行星科学的许多项目都利用已知系外行星及其宿主恒星的目录。这些数据可用于人口、人口和统计研究，或用于确定未来观测的目标。有效和准确地进行系外行星科学的能力取决于这些目录的完整性，准确性和访问。在本白皮书中，我们认为，长期机构支持和维护系外行星档案对于实现社区的科学目标和资助机构的战略目标至关重要。因此，这些设施必须得到国家供资机构的适当支持和维护。
2019-07-16 astro-ph.EP astro-ph.IM
Astro2020 APC White Paper: Elevating the Role of Software as a Product of the Research Enterprise
软件是现代研究的重要组成部分，但学术生态系统中没有足够的机制来承认，引用和衡量研究软件的影响。大多数学术领域都依赖于一维信用模型，其中学术文章（及其相关引用）是研究人员职业生涯成功的主要因素。在天文科学的PB时代，引用软件并衡量其影响使学术界能够留住和奖励做出重大软件贡献的研究人员。必须留住这些高技能的研究人员，以最大限度地提高PB级数据集的科学回报。超越一维信用模型需要克服几个关键挑战，包括当前的学术生态系统和科学文化问题。本白皮书将介绍这些挑战，并提出切实可行的解决方案，以提升软件作为研究企业产品的作用。
2019-07-15 astro-ph.IM
Astro2020 APC White Paper: Providing a Timely Review of Input Demographics to Advisory Committees
支持科学（天文学）的组织，如联邦机构，研究中心，天文台，学术机构，学会等，雇用咨询委员会和董事会作为审查其活动并就实践，政策和未来方向提供建议的机制。与任何科学工作一样，人们担心这些委员会需要有足够的成员，他们具有尽可能广泛的专业知识和理解力，以便减轻偏见。然而，由于一些原因（后勤、实际、财政等），委员会也不能无限大，因此必须作出权衡。人们经常认识到，在这些委员会中必须承认利益冲突，但往往没有认识到的是，作为这些委员会的一部分，可能会出现严重的偏见和“群体思维”。在本白皮书中，我们建议收集社区意见的咨询委员会（例如，十年调查审查委员会）在最后确定报告之前，还收集、汇编和审查输入的人口数据（例如，《2020年十年调查报告》（Decadal Survey Report）。这些数据的摘要应与最终调查报告一起发布。这些信息将使委员会能够了解数据收集阶段的潜在“盲点”和偏见，并告知未来数据收集中影响遗漏各种人口统计学观点的任何障碍。
2019-07-30 astro-ph.IM
Astro2020 APC White Paper: SmallSats for Astrophysics
商业小卫星行业正在蓬勃发展，并已开发出许多低成本、高性能的卫星总线。小卫星可用作技术开发或主持科学任务的载体。小型卫星上的飞行任务可以回答大型设施难以或不可能回答的具体科学问题，可以相对较快地开发，用于训练工程和科学家，并为小型机构提供进入空间的机会。小卫星补充了更大的天体物理学任务，并允许更广泛的社区在市场底部测试新的想法，创造新的能力，找到更大的任务。目前，美国航天局天体物理学没有提供飞行机会，使仪器系统或操作概念的技术成熟。如果没有成熟技术的飞行机会，小型卫星上的任务可能会被认为是高风险的，并面临很长的几率被选中执行。我们的主要建议是，美国宇航局通过创建一个基于技术的SmallSat AO，模仿地球科学InVEST呼叫，为SmallSats提供科学和技术支持。这种AO将有助于降低任何规模的科学任务的新技术风险。我们还建议NASA在1200万美元的资金水平上提供额外的科学驱动的SmallSat机会，向提案者免费提供新的发射器，并重新构建征集AO，以便SmallSat不会与气球等其他任务类别竞争。
2019-09-30 astro-ph.IM
Astro2020 APC White Paper: Tying Research Funding to Progress on Inclusion
美国的专业天文学和天体物理学领域并不能代表美国人的多样性。例如，2017年AIP报告显示，2014年，女性仅占天文学和物理学系教师的20%左右，少数民族（男性和女性）的人数一直很低。然而，许多研究表明，多样化的群体（在认知和身份方面）优于更同质的群体，即使同质群体由所有“高成就专家”组成。（Hong and Page，2004; Kleinberg and Raghu，2018）。这已经被证明是在各种复杂的任务的情况下。因此，如果我们希望有最好的机会在21世纪20年代的研究问题上取得进展并回答这些问题，我们必须雇用不同的团队，他们为这些问题带来不同的理论和观点。然而，目前在该领域，很少有明确的动机来鼓励项目，任务或计划雇用在认知领域和身份方面都不同的团队来解决这些复杂的问题。目前，没有要求或激励签约管理这些工作的团体和组织雇用身份多样化的员工队伍。在这份立场（白皮书）中，我们建议机构资助（来自NSF，NASA，DOE等），特别是对于任务、项目和方案，通过要求记录与多样性、包容性和公平性相关的指标和进展情况，鼓励发展和保留多样化的团队。我们进一步建议，在审查中应与项目管理和预算报告一起监测多样性和包容性指标的记录进展。建议代表机构管理项目的管理团体和组织应被要求证明在多样性和包容性指标方面的能力。
2019-07-30 astro-ph.IM
Astro2020 APC White Paper: The MegaMapper: a z > 2 spectroscopic instrument for the study of Inflation and Dark Energy
MegaMapper是一个拟议中的地面实验，用于测量2<z<5的星系红移的膨胀参数和暗能量。一个6.5米的麦哲伦望远镜将与DESI摄谱仪相结合，以实现20，000的多路复用。MegaMapper将位于Las Campanas天文台，以充分获取LSST图像，用于目标选择。
2019-07-25 astro-ph.IM hep-ex
Astro2020 APC White Paper: The Early Career Perspective on the Coming Decade, Astrophysics Career Paths, and the Decadal Survey Process
为了满足Astro2020十年调查明确吸引早期职业天文学家的需求，美国国家科学院，工程院和医学院于2018年10月8日至9日在天文学和天体物理学委员会的主持下举办了早期职业天文学和天体物理学家焦点会议（ECFS）。参加会议的有56名终身教职员工，研究科学家，博士后学者和高年级研究生，以及8名前十年调查委员会成员，他们担任主持人。本次活动旨在教育早期职业天文学家关于十年调查过程，征求他们对早期职业天文学家在Astro2020中应发挥的作用的反馈，并为讨论有关天体物理学职业道路的广泛主题提供论坛。本白皮书介绍了两天讨论中出现的亮点和主题。在第1节中，我们讨论了对未来十年和天体物理学职业道路的关注，以及参与者关于如何解决这些问题的具体建议。我们将这些关切和建议归纳为五个大的主题。这些措施包括（按顺序）：（1）充分培训天文学家掌握“大数据”时代所需的统计和计算技术，（2）应对合作和望远镜的增长，（3）关注研究生和博士后培训的充分性，（4）需要改善天文学的公平性和包容性，以及（5）平滑和促进早期职业阶段之间的过渡。第2节重点介绍了关于十年期调查本身的想法，包括：纳入早期职业的声音，确保来自各种利益攸关方的各种投入，以及成功和广泛地传播调查结果。
2019-07-12 astro-ph.IM
Astro2020 APC White Paper: Enabling Terminal Master's Degrees as a Step Towards a Ph.D
获得物理学或天文学的任何高级学位都是一个艰巨的过程和重大成就。然而，并不是每一个博士学位的旅程。都是平等的。每年，有数百名学生在美国获得物理学和天文学的终端硕士学位。硕士学位本身就足以胜任许多好的职业，但对这些学生中的一部分来说，硕士学位并不是研究生教育的最后一步。当拥有硕士学位的学生决定继续接受教育并被博士学位录取时，程序，他们经常发现，他们的学分不转移，他们将被要求重新做他们的硕士学位的大部分在他们的新的博士学位。授予机构。在这里，我们讨论了收集更多数据的必要性，以了解获得博士学位的不同途径。以及选择每一条路线的学生。我们还讨论了学生在开始攻读博士学位之前获得硕士学位所面临的一些挑战。程序.作为完成硕士和博士学位的物理科学专业的学生。在不同的学校需要超过2年的时间才能获得博士学位。与从同一所学校获得两个学位的学生相比，我们建议采取措施帮助这些学生及时取得成功。
2019-09-04 astro-ph.IM physics.ed-ph
RadioNet3 Study Group White Paper on: The Future Organisation and Coordination of Radio Astronomy in Europe
QueSERA研究小组（QSG）已被RadioNet董事会委托编写一份关于欧洲射电天文学未来组织和协调的白皮书。本白皮书描述了QSG讨论的选项以及我们关于如何前进的结论。我们建议，作为第一步，无线电网络，建立作为一个实体，坚持之间的EC合同，并负责准备或协调响应EC的机会，具体到射电天文学研究基础设施领域。RadioNet-work应提供一个安全网，确保欧洲各射电天文学合作伙伴之间的合作与协作无论有没有欧盟委员会的资助都能维持下去。
2016-02-12 astro-ph.IM
Astro 2020 Science White Paper: Joint Gravitational Wave and Electromagnetic Astronomy with LIGO and LSST in the 2020's
引力波电磁联合天文学是天文学中最有前途的研究领域之一。第一个也是唯一一个联合GW-EM事件GW 170817提供了显着的科学回报，至今仍在继续。这一领域的持续增长需要增加GW-EM联合检测的样本量。在本白皮书中，我们概述了使用一定比例的LSST调查时间用于GW触发器的专用目标机会跟踪的情况，以便有效快速地识别光学对应物。我们表明，LSST科学调查的时间轴与未来十年地基GW探测器的计划改进相匹配。随着越来越远的GW源被探测到，LSST在2020年代后半期将变得尤为重要。最后，我们强调了一些关键的科学目标，可以解决一个大样本的联合GW-EM检测。
2019-04-04 astro-ph.HE astro-ph.IM
Astro2020 APT White Paper: "Mind the gap": a call to redesign astronomy graduate education
在所有STEM学科中，大约五分之一的博士在学术界获得了终身职位。科学和工程也发生了重大变化，劳动力市场的性质以及最大科学挑战的日益多学科性质也发生了重大变化。然而，这些现实并没有改变研究生STEM教育的主要目标：培养单学科的学术研究人员。因此，学生和社会需要的东西与STEM研究生教育提供的东西之间存在差距。问题的根源不仅在于缺乏有关实际职业机会的信息，而且还在于缺乏培训，因为正如美国国家科学、工程和医学院在其最近题为《21世纪STEM研究生教育》的报告中所承认的那样，“许多研究生课程没有为学生将其知识转化为多种职业的影响力做好充分准备”。在这份报告中，美国国家科学院为研究生STEM教育制定了新的标准，描述了每个利益相关者需要采取的行动，并敦促所有人坚定地致力于这一范式转变。Astro2020为天文学和天体物理学界提供了一个机会，通过发布关于重新设计天文学研究生教育的建议来展示这一承诺，这些建议遵循美国国家科学院制定的新指导方针。通过“注意期望和机会之间的差距”，牢记STEM劳动力不断变化的需求，我们可以更好地证明使用纳税人的钱进行投资，允许进行变革性科学，同时认真培养高素质的STEM专业人员，能够将科学的力量应用于未来几代人的问题和机会，正如Vannevar Bush的科学所设想的那样，作为无尽的前沿。
2019-04-08 astro-ph.IM
The Next Generation of Cherenkov Telescopes. A White Paper for the Italian National Institute for Astrophysics (INAF)
受到TeV天文学最近具有挑战性的结果的激励，VHE INAF社区要求他们中的一组撰写这份白皮书，以总结切伦科夫望远镜用于伽马射线天文学的现状和未来以及INAF在这一领域的观点。本文件旨在审查该领域的科学主题和潜在发展，并指出INAF中VHE天体物理学界的兴趣和能力（科学和技术）。其目的是确定国家农业研究所应集中努力和资源的科学和技术领域，以便意大利研究人员能够在这一领域取得（或保持）领先地位。
2009-06-22 astro-ph.IM
Astro2020 State of the Profession White Paper: Astronomy's Archival Materials
我们认为，至关重要的是，Astro2020调查美国天文学的现状和未来十年的建议，解决确保保存的问题，并使更多的可扩展性和可访问性，该领域丰富的遗产材料。其中既包括具有科学价值的存档观测资料，也包括具有历史重要性的项目。如果在未来十年不采取行动，这些遗产中的大部分可能会丢失。建议十年计划包括以下方面的建议：（1）编制历史遗址清单并开发保护模型，（2）对天文学档案材料进行全面清点，以及（3）通过网络出版物将被认为对科学和历史调查最有价值的照片和论文数字化。一个关于平板保存的示例项目的估计成本是十年内不到1000万美元的一次性投资，加上维护和管理中型数据库的典型持续成本。
2019-07-24 astro-ph.IM astro-ph.SR
Astro2020 Science White Paper: Radio Counterparts of Compact Object Mergers in the Era of Gravitational-Wave Astronomy
GHz射电天文学在最近令人眼花缭乱的发现GW 170817中发挥了重要作用，GW 170817是一颗中子星（NS）-NS合并，在所有波长的引力波（GW）和光中都可以观察到。在这里，我们展示了未来十年地基GW探测器灵敏度的预期进展如何要求美国-的GHz无线电阵列，以改善超过目前的水平。我们具体讨论了几个新的科学机会将出现在多信使时域天体物理学，如果下一代GHz的无线电设施的灵敏度和分辨率$10\times$优于目前的Jansky甚大阵（VLA）的工作在一起与地面GW探测器。这些机会包括探测NS-NS合并的相对论性喷流和广角喷出物的性质，结构和大小，以及通过宿主星系研究揭示其祖先的物理学。
2019-03-25 astro-ph.HE astro-ph.IM
Astronomy summer camp "Beli Brezi", Bulgaria - building the astronomical community of the future
为什么要学习天文学，为什么要教天文学？我们根据我们在天文营“Beli Brezi”（白白杨; Kardzhali，保加利亚）的经验回答这些基本问题。近半个世纪以来，它一直是向高中生教授天文学的地方。我们简要介绍了营地的历史，并根据近五十年的经验得出一些结论。其中最重要的是，这个夏令营不仅仅是传播天文知识--虽然这是一项重要而有价值的任务，但主要的成就是培养了学生的批判性思维，我们认为这是对我们一开始提出的问题给予积极肯定的回答的主要动机。
2018-12-04 astro-ph.IM
The National Science Foundation's AST Portfolio Review of 2012 is Not Relevant to the Green Bank Telescope of 2017: A White Paper
美国国家科学基金会（NSF）天文学部2012年的投资组合审查不再与2017年的绿岸望远镜（GBT）相关，主要原因有两个，一个是仪器，另一个是天体物理：1）GBT已经开始在3毫米波段进行重要操作，使其在67-116 GHz的光谱和连续谱研究方面具有无与伦比的能力。它现在是一种全球独一无二的仪器，是美国科学界对ALMA的重要补充。在审查时，这些能力尚未落实。2)2015年LIGO对引力辐射的探测使GBT对脉冲星观测纳赫兹引力辐射的工作处于现代天体物理学的最前沿。2017年的绿岸望远镜不是2012年由艾森斯坦-米勒委员会审查的GBT，这是一项针对NSF天文学组合的审查。GBT服务于广泛的科学领域，包括物理，化学和行星研究以及天文学。除了其有据可查的知识价值外，它还具有广泛的影响。GBT在我们对引力波的理解方面取得了重大进展，核物质的状态方程，超大质量黑洞的质量，H 0的值，以及恒星形成的物理学，所有这些都是最近国家科学院研究“新世界，新视野：中期评估”中确定的天文学关键科学目标。在ALMA和LIGO时代，其他国家已经加强了他们的毫米波和厘米波设施;美国科学家能够随时使用大型填充孔径以保持研究的前沿至关重要。
2016-10-07 astro-ph.IM
CMB-S4 Decadal Survey APC White Paper
我们提供了下一代地基宇宙微波背景实验CMB-S4的科学案例，仪器配置和项目计划的概述，供2020年十年调查考虑。
2019-07-31 astro-ph.GA astro-ph.IM
A Need for Dedicated Outreach Expertise and Online Programming: Astro2020 Science White Paper
在未来十年中，最大限度地提高天文学项目的公众影响力需要NSF资助的中心支持在线，移动友好的推广和教育活动的发展。具有天文学、教育和网络开发专业知识的EPO团队应该到位，以大规模建立可访问的项目，并支持天文学家进行推广。
2019-10-30 astro-ph.CO astro-ph.IM physics.ed-ph
Astro2020 Project White Paper: PolyOculus -- Low-cost Spectroscopy for the Community
随着天文学进入大规模时域测量的时代，我们看到大量新的瞬态和可变源，随着LSST的出现，这些源将达到圣经的比例。在这个时代，天文学的一个关键战略挑战是缺乏合适的光谱后续设施。为了满足这一需求，我们开发了PolyOculus方法，通过使用纤维光学将多个半自主、小型、廉价的商用现成望远镜的模块连接起来，来生产大面积等效望远镜。至关重要的是，这种可扩展的设计具有$>10x$低于同等传统大面积望远镜的建造成本。此外，PolyOculus本身具有高度自动化的特点，非常适合远程操作。这项技术的发展将使LSST时代的主要研究工作能够扩展到许多较小的大学和学院，包括小学本科院校，其预算与类似设施的教育支出一致。我们建议开发和部署一个1.6米的原型演示在山。加利福尼亚州的拉古纳天文台，随后是一个全尺寸的5米级PolyOculus设施，用于连接现有的和即将到来的时域调查。
2019-07-18 astro-ph.IM
Reframing astronomical research through an anticolonial lens -- for TMT and beyond
这份白皮书解释说，专业天文学受益于定居者殖民白人至上主义父权制。我们解释了这对那些不是殖民主义和白人至上主义受益者的社区的影响。我们主张天文学家在未来拒绝这些好处，我们提出了关于拒绝殖民主义白人至上主义好处的步骤的建议。我们围绕夏威夷莫纳克亚岛上的三十米望远镜（TMT）的及时问题提出了十条建议。这篇论文是为了声援和支持夏威夷土著科学家的努力而写的（例如Kahanamoku等人。
2020-01-03 astro-ph.IM
Astro2020 Science White Paper: The Next Decade of Astroinformatics and Astrostatistics
在过去的一个世纪里，天文学和天体物理学的重大进步在很大程度上是由仪器和数据收集的改进所推动的。随着新望远镜高质量数据的积累，特别是随着深度和大型天文调查的出现，未来的进步也将在很大程度上依赖于如何分析和解释这些数据。从统计学、计算机科学和机器学习的进步中衍生出来的新方法开始被用于复杂的调查，这些调查不仅带来了新的发现，而且为它们奠定了坚实的基础。在广域巡天、干涉成像、精密宇宙学、系外行星探测和定性以及恒星、银河和河外天文学的许多子领域取得的进展带来了复杂的数据分析挑战，必须解决这些挑战才能进行科学推断。必须进行天体统计学和天体信息学研究，以发展天文学所需的最先进方法。克服这些挑战需要专门的跨学科研究。我们建议：（1）增加对天体统计学和天体信息学跨学科项目的资助;（2）在会议上为跨学科研究和推广提供空间和时间;（3）为长期天体测量学任命提供可持续的资金;（4）为数据档案和档案支持，最先进的算法和高效计算的基础设施开发提供资金。
2019-03-15 astro-ph.IM
Canvas and Cosmos: Visual Art Techniques Applied to Astronomy Data
望远镜拍摄的大胆的彩色图像是研究天文学家的非凡大使，因为它们激起了公众的好奇心。但它们是记录物理现实的快照吗？或者我们是在看通过数字化处理天文图像创造的艺术太空场景？本文介绍了如何将来自电磁波谱所有区域的原始黑白数据转换为流行杂志、众多网站甚至服装上的彩色图像。这些图像的技术建设的历史和方法进行了概述。然而，本文的重点是向科学读者介绍视觉素养（例如人类感知）和艺术技术（例如构图，色彩理论），因为这些技术不仅可以产生引人注目的，而且在政治上强大的公共宣传图像。当由研究天文学家创作时，科学文化和视觉艺术文化可以平衡，图像可以足够强烈地阐明科学结果，以至于图像也可以用于研究出版物。其中包括他们如何反馈到天文学研究工作和未来的可视化形式，以及对外宣传图像视觉艺术的相关性的思考。
2017-03-12 astro-ph.IM
Ground-Based Gravitational-Wave Astronomy in Australia: 2019 White Paper
在过去的四年里，一场科学革命诞生了一个新的领域：引力波天文学。引力波的第一次探测--被2017年诺贝尔物理学奖认可--为广义相对论提供了前所未有的测试，同时揭示了一种以前未知的大质量黑洞，比太阳大30倍。随后从一颗合并的中子星探测到的引力波证实了中子中子星和短伽马射线暴之间的假设联系，同时提供了宇宙膨胀的独立测量。这一发现使得精确测量重力的速度成为可能，同时也揭示了重元素的起源。在撰写本文时，激光干涉仪引力波天文台（LIGO）及其欧洲合作伙伴Virgo已经公布了11个引力波事件的探测结果。新的，尚未公布的检测几乎每周公布。这个快速增长的引力波瞬变目录预计将产生对许多主题的见解，从超核密度的物质状态方程到大质量恒星的命运。3G天文台的科学潜力是巨大的，可以测量宇宙边缘的引力波，精确确定中子星的状态方程。澳大利亚有能力帮助开发所需的技术。2016-2025年澳大利亚天文学十年计划中期审查应考虑投资于澳大利亚引力波探索者的范围研究，该探索者开发并验证全球3G探测器网络所需的核心技术。
2019-12-16 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
LRP2020: Probing Diverse Phenomena through Data-Intensive Astronomy
随着波长和时域观测数据的规模和复杂性不断增加，从这种复杂性中提取信息的算法的发展，以及将这些算法应用于不断增长的数据库的计算能力，数据密集型天文学的时代正在到来。数据密集型方法正在推动几乎所有天文学领域的边界，从系外行星科学到宇宙学，它们正在成为我们如何理解宇宙的关键模式。这些方法的成功范围从发现罕见或意想不到的现象，到描述现在可以通过精确的天体物理学和对数据集的深入统计理解来访问的过程，再到开发最大化可以从任何一组观测中提取的科学的算法。在本白皮书中，我们提出了一系列举措，以最大限度地提高加拿大在这个数据密集型时代的竞争能力。我们建议加入国际合作，并利用加拿大的设施，为遗留数据的潜力。我们建议继续构建更敏捷的计算基础设施，以满足处理更大、更复杂数据的需求，并实现快速原型设计和算法扩展。我们认识到，发展该领域的基本技能将是至关重要的加拿大天文学家，并讨论通过适当的计算和统计培训可能发生的途径。最后，我们注意到，向数据密集型技术的过渡并不局限于天文学，我们应该与其他学科协调，开发和利用方法、基础设施和教育方面的最佳技术。
2019-10-04 astro-ph.IM
Cosmic Explorer: The U.S. Contribution to Gravitational-Wave Astronomy beyond LIGO
本白皮书描述了未来十年实现“宇宙探测器”所需的研究和开发，这是未来第三代探测器网络的美国节点，将能够观测和表征宇宙学红移的紧凑引力波。
2019-07-10 astro-ph.IM gr-qc
Laboratory Studies for Planetary Sciences. A Planetary Decadal Survey White Paper Prepared by the American Astronomical Society (AAS) Working Group on Laboratory Astrophysics (WGLA)
天文学和行星科学工作组（http：//www.aas.org/labastro/）促进天文学和行星科学与实验室科学（物理学、化学和生物学）之间的合作和知识交流。正在进行的和下一代行星科学任务的实验室数据需求在WGLA向行星十年调查提交的这份白皮书中进行了仔细评估和推荐。
2009-10-02 astro-ph.EP astro-ph.IM
Paving the way to simultaneous multi-wavelength astronomy
虽然天文学作为一门科学历史上是建立在光学波长的观测基础上的，但在其他波段研究宇宙已经取得了显着的发现，从射电中的射电星，大爆炸在亚毫米波长的特征，到吸积的高能量发射，引力致密物体和伽马射线暴的发现。不出所料，组合多个波段的结果导致诊断能力的巨大增加，但当研究的源在时间尺度上的变化小于不同波段观测之间的时间间隔时，可能会失去强大的洞察力。2015年7月，在莱顿洛伦兹中心举办了“为同时多波长天文学铺平道路”讲习班，作为解决这一问题的协调努力。来自不同领域的50名天文学家以及天文台和空间飞行任务的主任和工作人员参加了讲习班。这份社区白皮书的目的是传播该研讨会的成果，通过提供对多波长天文学领域的简要回顾，涵盖广泛的重要源类，与其研究相关的问题以及我们认为需要为观测天文学的未来实施的解决方案。我们希望，这份文件既能激发进一步的讨论，也能提高社会各界对这一发展中的重要领域所面临问题的整体认识。
2017-09-21 astro-ph.IM
Embedding Climate Change Engagement in Astronomy Education and Research
这份白皮书呼吁天文学家采取行动，在我们的专业范围内进行大规模的结构转型，以应对气候变化。许多天文学家对气候变化深感关切，并在个人和职业生活中采取行动，天文学中的许多组织已经纳入了渐进的变化。我们需要一个集体影响模型，以更好地建立网络并扩大我们的努力，以便我们能够在科学研究表明的必要水平上取得适当规模的成果，以应对气候变化;例如，到2050年实现碳中和。我们需要在我们领域的两个主要驱动力内实施战略：（1）教育和推广，以及（2）研究实践和基础设施。(1)在课堂上，并通过公开讲座，天文学家达到了大量的观众。天文学与气候变化科学密切相关，它可以说是我们课程中最重要的主题。由于错误信息和虚假信息，气候变化传播不同于其他科学领域。因此，我们需要扩大我们的沟通，执行有效的战略，现在对此已有大量研究。(2)就个人而言，天文学家对碳的影响是巨大的。我们有很多方法可以减少我们的足迹;例如，在望远镜设施的设计和运行以及优化和减少旅行方面，幸运的是，这些解决方案中有许多是双赢的方案，例如，增加会议的在线呈现将减少碳足迹，同时增加参与，特别是对财政资源较少的天文学家而言。天文学家有义务采取一切可能的方式应对气候变化，我们现在就需要这样做。在本白皮书中，我们概述了使用网络改进社区（NIC）方法的集体影响计划。
2019-07-18 astro-ph.IM physics.ed-ph
Voyage 2050 White Paper: All-Sky Visible and Near Infrared Space Astrometry
一项新的全天空可见光和近红外（NIR）空间天体测量任务，其波长截止在K波段，并不仅仅关注单个或少数关键科学案例。相反，它非常广泛，几乎回答了天文学每个分支的关键科学问题，同时还提供了未来天文学设施所需的密集和准确的可见近红外参考系。对于近20亿颗普通恒星来说，盖亚和一项新的全天空近红外天体测量任务相结合，将大大改善自行，回答关键的科学问题-从太阳系和恒星系统，包括系外行星系统，到致密星系、类星体、中子星、双星和暗物质子结构。近红外光谱的加入将在我们银河系一些最模糊的部分产生多达80亿颗新测量的恒星，并至关重要地揭示了银河系隆起区域的核心。在本白皮书中，我们认为，与其提高精度，不如通过比盖亚更深的深度和将波长范围扩展到近红外来实现更大的整体科学回报。
2019-07-26 astro-ph.GA astro-ph.IM
Ground-Based Astronomical Instrumentation Development in the United States: A White Paper on the Challenges Faced by the US Community
这份邀请白皮书于2020年1月提交给美国国家科学基金会，讨论了美国天文仪器界在超大望远镜时代面临的挑战。自提交以来，一些细节可能已经改变，但基本原则仍然非常有效。本文总结了美国社会面临的技术，资金和人员的挑战，提供了一个非正式的人口普查，目前在美国的仪器组，并比较了美国的事态与欧洲共同体，建立天文仪器从财团的大型硬钱资助的仪器中心在一个协调的方式。随着最近发布的2020年天文学和天体物理学十年调查（Astro2020），很明显，美国下一代大型望远镜得到了社区的大力支持。美国准备好了吗？是否有足够的人才，设施和资源，在今天的社会，以满足发展的复杂套件的工具设想为两个美国英语水平测试的挑战？这些问题都得到了解决，以及国家科学基金会如何帮助建立一个更可行和稳定的仪器计划在美国的想法。这些想法旨在作为更广泛讨论的起点，最终目标是制定一项计划，使美国天文仪器界站稳脚跟，并准备迎接我们在ELT时代设定的雄心勃勃的目标所带来的挑战。
2022-10-04 astro-ph.IM
Space Based Gravitational Wave Astronomy Beyond LISA
激光干涉仪空间天线（LISA）将在0.1至100兆赫（兆赫波段）之间开启三十年的引力波（GW）频谱。在源的类型、源的数量、信噪比和发现潜力方面，该频带预计将是GW频谱中最丰富的部分。当LISA在2034年左右打开引力波频谱的低频窗口时，引力波天文学的激增将强烈迫使随后的任务进一步探索只能从太空访问的GW频谱的频带。2020年代是开始开发技术和研究任务概念的时候，以便在2040年代发射大规模任务。然后将向Astro2030提出任务概念。由于地球的地震噪声，只有空间任务才能访问10 nHz和1 Hz之间的GW频谱。本白皮书调查了这一领域的科学和可以实现这一科学的任务概念。拟议的小规模活动是一项技术开发计划，将支持一系列概念和任务概念研究，为Astro 2030选择特定的任务概念。在本白皮书中，我们将把LISA之外的通用GW任务称为bLISA。
2019-07-25 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.IM
Astro2020 Activities and Projects White Paper: Arecibo Observatory in the Next Decade
白皮书讨论了阿雷西博天文台未来十年的设施改进和活动计划。设施改善包括：（a）改进望远镜表面、指向和聚焦，以实现高达~12.5 GHz的卓越性能;（b）为望远镜配备超宽带馈源;（c）升级仪器，配备4 GHz带宽的高动态范围数字链路和通用后端;（d）增加VLBI设施，将12米望远镜纳入相位基准。阿雷西博望远镜的这些升级对于保持国家设施处于射电天文学研究的前沿，同时保持其在近地小行星，行星和卫星雷达研究中的主导地位至关重要。在未来十年，阿雷西博望远镜将与ngVLA、SKA和现已投入使用的FAST望远镜等即将建成的设施发挥协同作用。此外，观察站将积极参与为来自不同背景的学生提供的辅导和培训方案。
2019-07-13 astro-ph.IM
Realizing the potential of astrostatistics and astroinformatics
这份Astro2020年国家专业考虑白皮书强调了天文学中天体统计学和天体信息学的发展，确定了阻碍这些新子领域成熟的关键问题，并提出了不同层次的结构改进建议，如果采取行动，将对整个天文学产生重大的积极影响。
2019-09-25 astro-ph.IM stat.AP
Astro2020 Science White Paper: gravity-wave asteroseismology of intermediate- and high-mass stars
恒星的演化是由其内部的物理过程驱动的，这使得恒星结构和演化理论不仅是恒星演化研究的最关键因素，而且是任何依赖于恒星演化产量的天文学领域。由最近的空间任务收集的高精度时间序列光度数据显示，目前的恒星结构和演化模型在最早的两个核燃烧阶段已经显示出重大缺陷，影响了在形成寿命结束残余物之前的所有后续阶段。本白皮书特别关注化学元素和角动量在恒星结构中的传输，以及具有对流核心的恒星的演化模型，正如它们的重力模式振荡所揭示的那样。
2019-03-21 astro-ph.IM astro-ph.SR
Recommended Actions for the American Astronomical Society: CSWA's Perspective on Steps for a more Inclusive Astronomy -- II. Recommendations
本文为AAS提出26项具体建议，旨在通过改进反骚扰政策、促进职业发展和提升会议包容性，打造更多元化的天文学会。
2025-02-15 astro-ph.IM physics.soc-ph
Tutorial on running median subtraction filter with application to searches for exotic field transients in multi-messenger astronomy
本文以教程形式系统研究运行中位数减法滤波器（RMSF）在保留高斯脉冲和瞬态振荡信号方面的性能，证明其能去除缓变基线且不改变白噪声统计特性，并评估其在多信使天文学中提取奇异低质量场瞬变信号的应用价值。
2025-04-25 astro-ph.IM physics.data-an
The Role of NewSpace in Furthering Canadian Astronomy
尽管新空间带来了机遇，但也存在必须克服的重大挑战，需要与政策制定者接触，以影响国内和国际空间治理。如果不这样做，可能会对科学和空间管理造成一系列长期的负面后果。加拿大天文学界将如何参与NewSpace？NewSpace对天体环境，包括地球轨道、月球和顺月球轨道以及天体表面有什么影响？这份白皮书分析了太空使用的快速变化，以及这些变化对加拿大天文学家意味着什么。我们的建议如下：天文学界和空间态势感知学界需要加强合作。在天文学界和加拿大全球事务部（GAC）之间建立更紧密的联系。建立一个委员会，评价人类空间使用的天体环境影响，包括在月球和其他天体上及其周围的影响。CASCA和三方理事会应协调确定方案，使加拿大天文学家能够以适当的资金水平参与付费使用服务。CASCA应继续促进与加空局的关系，但也要与私营航天工业建立密切联系。加拿大领导的深空飞行任务在加拿大的能力范围内，应该继续进行。
2019-10-01 astro-ph.EP astro-ph.IM
Astro2020 Science White Paper: Stellar Physics and Galactic Archeology using Asteroseismology in the 2020's
星震学是天文学中唯一可以探测恒星内部的观测工具，也是推导恒星和系外行星基本性质的基准方法。在今后十年中，天基和地基观测将使类太阳振荡器的数量增加几个数量级，经典振荡器观测的数量和质量也将大幅度提高，从而为研究恒星物理和银河系恒星星族提供前所未有的可能性。在这份白皮书中，我们描述了关键的科学问题和必要的设施，以继续到2020年的星震学革命。
2019-03-19 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
The Compton Spectrometer and Imager
在这份Astro 2020 APC白皮书中，我们描述了一个名为康普顿光谱仪和成像仪的小型探索者（SMEX）任务概念。COSI是一种康普顿望远镜，它覆盖了通常被称为“MeV间隙”的带通，因为它是整个电磁波谱中探索最少的区域。COSI提供了一个显着的提高灵敏度与高分辨率光谱，使研究511千电子伏的电子正电子湮没发射和测量几个放射性元素，跟踪银河系历史的超新星。COSI还测量伽马射线暴（GRB）的偏振，吸积黑洞，以及探测和定位多信使源。在下文中，我们描述了COSI科学，仪器及其功能。我们强调了许多深入描述COSI科学的Astro2020科学WP。
2019-08-12 astro-ph.HE astro-ph.IM
Recommended Actions for the American Astronomical Society: CSWA's Perspective on Steps for a more Inclusive Astronomy -- I. Background and Methods
本文基于CSWA调查和Astro2020白皮书，为AAS提出26项具体行动建议，旨在减少骚扰、促进女性及边缘化群体天文学家职业发展，并改善会议氛围与文化。
2025-02-15 astro-ph.IM physics.soc-ph
NASA ASTRA Initiative White Paper: Space-Based Mission for Ultrahigh Energy Particles
该研究为NASA ASTRA计划白皮书，提出发射天基天文台以观测超高能宇宙射线、甚高能中微子等极端能量信使，解决其本质未知的问题，为相关研究提供新平台。
2026-08-11 astro-ph.HE astro-ph.IM
Finding rare classes in large datasets: the case of polluted white dwarfs from Gaia XP spectra
本文比较多种监督与非监督方法，并首次将 $t$SNE 用于 Gaia XP 光谱，以识别稀有的受污染白矮星；$t$SNE 较 UMAP 多发现逾 50% 高置信候选体，含 39 个新候选体。
2025-09-29 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
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
International Coordination of Multi-Messenger Transient Observations in the 2020s and Beyond: Kavli-IAU White Paper
本白皮书总结了2020年2月在南非开普敦举行的为期五天的研讨会的讨论，该研讨会涉及来自18个国家的50人。在国际天文学联合会执行委员会地面和空间天体物理学全球协调工作组的召集下，由Kavli基金会赞助，我们讨论了瞬态和多信使天文学的现有和潜在瓶颈，确定了八个广泛的关切领域。其中一些挑战与许多从事国际合作的天文学家面临的挑战非常相似，例如数据访问政策、资金、理论和计算资源以及劳动力公平。其他任务，包括警报、望远镜协调和机会目标实施，都与时域密切相关，并且在我们应对瞬变时特别具有挑战性。为了解决这些瓶颈，我们提出了35条具体建议，其中一些只是起点，需要进一步发展。这些建议不仅针对合作团体和个人，而且针对对使短期合作高效和有效至关重要的各种组织：包括国际天文学联合会、天文台、项目、科学期刊和资助机构。我们希望那些参与瞬态研究的人会发现它们具有建设性，并利用它们与更大的影响力和更具包容性的团队开展合作。
2020-07-10 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.IM
Roles and Needs of Laboratory Astrophysics in NASA's Space and Earth Science Mission
实验室天体物理学和补充理论计算是天文学和天体物理学的基础，在可预见的未来仍将如此。使实验室天体物理学产生影响的任务范围从机载和天基观测站的科学构想阶段，一直到这些任务的科学返回。正是我们对潜在物理过程和关键物理参数测量的理解，使我们能够解决天文学和天体物理学中的基本问题。在这方面，实验室天体物理学很像NASA的探测器和仪器开发。这些努力对于NASA资助的天文研究的成功是必要的。如果不在所有三个方向（观测设施、探测器/仪器开发和实验室天体物理学）同时努力，天文学和天体物理学的未来进展将受到威胁。此外，实验技术的新发展使实验室研究发挥了新的作用，因为以前只能在理论上研究的一些问题现在可以直接在实验室中解决。考虑到这一点，我们，AAS实验室天体物理学工作组（WGLA）的成员，已经准备了这份关于实验室天体物理学基础设施的白皮书，以最大限度地提高NASA空间和地球科学计划的科学回报。
2009-03-26 astro-ph.CO astro-ph.EP astro-ph.GA
ESA Voyage 2050 white paper -- Faint objects in motion: the new frontier of high precision astrometry
巡天望远镜和强大的目标望远镜在天文学中发挥着互补的作用。为了研究极暗天体运动的性质和特征，一种具有高天体测量精度的灵活指向的仪器是对目前天体测量的理想补充，也是精确天体物理学的一种独特工具。这样一个基于太空的任务将推动精确天体测量的前沿，从最近的恒星周围的地球可居住世界的证据，到遥远的银河系物体到本星系群。随着我们进入詹姆斯·韦伯太空望远镜和新的地面自适应光学巨型望远镜的时代，通过获得盖亚无法到达的关键物体的高精度测量，一项专注于高精度天体测量科学的任务可以巩固我们对局部宇宙的理论理解，使物理过程外推到遥远的红移，并得出一个更加一致的宇宙进化和我们宇宙可能的命运的图片。已经提出了几个任务，以解决使用高精度天体测量欧空局任务的运动中的微弱物体的科学情况：NEAT为M3，micro-NEAT为S1任务，Theia为M4和M5。可以设想采用技术创新的其他新的飞行任务配置，以精确测量这些极小的运动。本白皮书的目标是解决当我们专注于微弱天体的运动时所面临的基本科学问题，并简要回顾仪器和任务概况。
2019-10-12 astro-ph.CO astro-ph.EP astro-ph.GA
