MeerTRAP in the era of multi-messenger astrophysics
瞬变的实时探测和快速多波长跟踪是现代多信使天体物理学的核心。MeerTRAP就是这样一种仪器，已部署在南非的MeerKAT射电望远镜上，用于实时搜索快速无线电瞬变。这一点，再加上快速定位瞬态的能力与MeerLICHT望远镜的光学共指向相结合，使该仪器在短时间尺度上发现和识别瞬态性质方面具有优势。该项目的特殊性意味着MeerTRAP将继续寻找瞬变，即使望远镜不是专门用于此目的。在这里，我们简要介绍了MeerTRAP项目。我们描述的整体设计，规格和软件栈需要实现这样的承诺。最后，我们总结了过去10个月的运作中，这项事业所带来的一些科学亮点。
2021-03-15 astro-ph.IM
BlackCAT CubeSat: A Soft X-ray Sky Monitor, Transient Finder, and Burst Detector for High-energy and Multimessenger Astrophysics
在这里，我们提出了一个宽视场成像器的概念设计板载6U级立方体卫星平台的研究伽玛射线暴的即时和余辉发射和探测电磁对应的引力波在软X射线。计划中的仪器配置包括一个X射线混合CMOS探测器（HCD）阵列，选择它们的软X射线响应，灵活和快速的读出速率，和低功耗，这使得这些探测器非常适合检测明亮的瞬变立方体卫星平台。宽视场成像器由2D编码掩模实现。我们将概述仪器设计和拟议飞行任务的科学要求。
2018-07-09 astro-ph.HE astro-ph.IM
Searching for quasi-periodic oscillations in astrophysical transients using Gaussian processes
准周期振荡分析对于了解许多天体在伽马射线暴、太阳耀斑、磁星耀斑和快速射电暴等瞬变事件期间的动力学行为十分重要。天体物理学家经常用频域方法寻找QPO，例如（Lomb-Scargle）周期图，它通常假设幂律模型加上QPO频率周围的一些多余部分。时间序列数据也可以直接在时域中使用高斯过程（GP）回归进行研究。虽然GP回归在一般情况下计算成本很高，但天体物理数据和模型的特性允许快速的似然策略。数据的异方差性和非平稳性已被证明会导致基于周期图的分析中的偏倚。高斯过程可以考虑这些属性。使用GPS，我们模型QPO作为一个确定性耀斑形状的顶部随机过程。使用贝叶斯推断，我们演示了如何推断GP超参数，并赋予它们物理意义，如QPO频率。我们还执行QPO和替代模型（如红噪声）之间的模型选择，并表明这可以用来可靠地找到QPO。这种方法很容易适用于各种不同的天体物理数据集。我们演示了使用这种方法的一系列短瞬变：一个伽马射线暴，磁星耀斑，磁星巨星耀斑，和模拟的太阳耀斑数据。
2022-05-25 astro-ph.HE astro-ph.IM astro-ph.SR
Driving unmodelled gravitational-wave transient searches using astrophysical information
瞬态引力波搜索可分为两大类：分别基于匹配滤波技术和时频过剩功率识别的模型化搜索和非模型化搜索。前者，主要应用于紧凑的二进制搜索的上下文中，依赖于预期的引力波相位演化的精确知识。对于所有可能的天体物理情景，这些信息并不总是以所需的准确度提供，例如，存在轨道进动或偏心率。另一种搜索方法对目标信号的先验信息要求很低。我们提出了一个中间路线的基础上修改的未建模的搜索方法，其中时间-频率模式匹配的天体物理波形模型的约束（但不需要准确的预测的波形相位演变）。天体物理学激发的模式集被方便地封装在一个图形中，该图形对时间-频率像素及其同现进行编码。这允许使用有效的基于图的优化技术来执行数据中的模式搜索。我们在黑洞二进制搜索的例子中表明，这种方法会导致这个特定源的距离平均增加（+7-8\ %），超过标准的未建模搜索。
2018-07-24 astro-ph.IM gr-qc
Sensipy: simulate gamma-ray observations of transient astrophysical sources
Max-Planck-Institut für Physik（马克斯·普朗克物理研究所）；Technische Universität München（慕尼黑工业大学）；University of Pisa（比萨大学）；INAF - Osservatorio Astronomico di Roma（意大利国家天体物理研究所罗马天文台）；Cherenkov Telescope Array Observatory（切伦科夫望远镜阵列观测站）；Institut de Física d’Altes Energies (IFAE)（高能物理研究所）
Sensipy是一款开源Python工具包，用于模拟瞬变天体源在高能和极高能伽马射线范围内的观测，帮助天文学家评估观测可行性与优化观测计划。
2026-02-13 astro-ph.HE astro-ph.IM
Characterization of a high efficiency silicon photomultiplier for millisecond to sub-microsecond astrophysical transient searches
我们对滨松光电公司生产的高效率单通道硅光电倍增器S14160- 3050 HS多像素光子计数器（MPPC）进行了表征。所有测量均在（23.0 $\pm$ 0.3）$^{\circ}$ ℃的室温下进行。我们获得了I-V曲线，并使用相对导数找到了38.88 V的击穿电压。在3 V的过电压下，我们找到了1.08 MHz的暗计数率，21 $\%$的串扰概率，450 nm处55 $\%$的光子探测效率，以及每秒1.0 × 10 $^{11}$光子的饱和度。S14160- 3050 HS MPPC是超快天文望远镜的候选探测器，该望远镜将使用两个光子计数阵列在位于哈萨克斯坦阿拉木图附近的Assy-Turgen天体物理天文台（NUTTelA-TAO）的0.7米纳扎尔巴耶夫大学瞬态望远镜上同时运行，以毫秒至亚微秒的时间尺度表征光学（320 nm - 650 nm）天空。我们讨论了将S14160- 3050 HS MPPC用于UFA望远镜和未来亚秒时域天体物理学地基望远镜的优点和缺点。
2020-11-30 astro-ph.IM physics.ins-det
Finding the origin of noise transients in LIGO data with machine learning
改进诸如Advanced LIGO和Virgo等引力波探测器收集的干涉测量数据的质量对于引力波天体物理学的成功至关重要。引力波探测器对各种非天体物理来源的扰动敏感，其特征频率在仪器的灵敏度波段内。消除破坏数据流的非天体物理伪影对于增加引力波探测的数量和统计意义以及实现对数据的精细天体物理解释至关重要。机器学习已被证明是分析天文学和相关研究领域中大量复杂数据的强大工具。我们提出了两种机器学习方法，基于随机森林和遗传编程算法，可用于确定LIGO探测器中的非天体物理瞬态的起源。我们使用两个类的瞬态与已知的仪器的起源，在第一次观测运行的先进LIGO表明，该算法可以成功地识别出真正的干涉数据中的非天体物理瞬态的起源，从而有助于减轻仪器和环境干扰的引力波搜索。虽然本文中描述的数据集是LIGO特有的，并且所采用的确切程序是唯一的，但随机森林和遗传编程代码库以及将其应用为双机器学习方法的方法完全可移植到任何数量的仪器中，其中噪声被认为是通过机械耦合产生的，其来源尚未发现。
2018-12-13 astro-ph.IM physics.data-an
Mining the time axis with TRON. II. MeerKAT detects a stellar radio flare from a distant RS CVn candidate
本研究利用TRON管线挖掘MeerKAT存档数据，发现一例来自1334 pc外G型恒星的射电耀发暂现源，其特征符合RS CVn型变源的电子回旋脉泽不稳定性机制，拓展了中等时标射电暂现源的观测样本。
2025-01-17 astro-ph.HE astro-ph.IM astro-ph.SR
The S-PLUS Transient Extension Program: Imaging Pipeline, Transient Identification, and Survey Optimization for Multi-Messenger Astronomy
本文介绍S-PLUS瞬变扩展计划（STEP），利用T80-South望远镜数据在南半球开展超新星和快速瞬变巡天，通过深度学习优化候选体选择，并针对LIGO/Virgo/Kagra O4运行提出引力波对应体搜索策略。
2023-12-22 astro-ph.HE astro-ph.IM
The Potential of Water-Cherenkov Air Shower Arrays for detecting transient sources of high-energy astrophysical neutrinos
本文研究水切伦科夫空气簇射阵列探测10 GeV至100 TeV高能中微子瞬变源的能力，提出利用站点双面光传感器、信号时间特征与机器学习的方法，并证明其与IceCube及Hyper-Kamiokande等实验具有互补性。
2024-06-13 astro-ph.HE astro-ph.IM hep-ex
Classification methods for noise transients in advanced gravitational-wave detectors II: performance tests on Advanced LIGO data
先进的LIGO和Virgo引力波探测器采集的数据包含短时间的噪声瞬变，这限制了天体物理探测的重要性，并降低了仪器的占空比。随着先进探测器的灵敏度不断提高，可以对天体物理学引力波源进行多次探测，因此，在探测器中出现非天体物理学瞬态噪声后，迅速准确地对其进行表征至关重要。在此之前，我们提出了三种瞬态噪声源的分类方法。它们是暂态主成分分析（PCAT），主成分LAL推理突发（PC-LIB）和小波检测滤波器与机器学习（WDF-ML）。在这项研究中，我们进行了第一次性能测试，这些算法的引力波数据从先进的LIGO探测器。我们使用2015年6月3日至2015年6月14日期间在第7次工程运行（ER 7）期间采集的数据，并概述了为提高性能和降低算法在真实数据上的延迟所做的改进。这项工作提供了一个重要的测试，了解这些方法的性能，真正的，非平稳的数据，准备第二次先进的引力波探测器观测运行，计划在今年晚些时候。我们表明，所有的方法都可以在非平稳数据中进行瞬态分类，具有很高的准确性，并显示使用多个分类器的好处。
2016-11-22 astro-ph.IM
A new method to distinguish gravitational-wave signals from detector noise transients with Gravity Spy
本文提出一种基于Gravity Spy分类模型重构的新方法，用于区分引力波信号与探测器噪声瞬变，在O3b数据中正确分类75%的撤回候选事件为噪声，并100%识别真实天体物理信号。
2024-02-05 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
Search for Astrophysical Transients on Limiting Time Scales and Their Classification Based on INTEGRAL Data
本研究利用INTEGRAL卫星数据，通过盲搜索和机器学习方法，探测并分类了超长伽马射线瞬变事件，确认了16个候选体，其中4个为超长伽马射线暴。
2025-06-16 astro-ph.HE astro-ph.IM
Real-Time Data Mining of Massive Data Streams from Synoptic Sky Surveys
科学和技术数据收集的性质正在迅速演变：数据量和速率呈指数级增长，复杂性和信息内容不断增加，从静态数据集过渡到必须进行实时分析的数据流。有趣或异常的现象必须通过有限资产的最佳部署来快速表征和跟进额外的测量。现代天文学在数字天气巡天中以瞬变事件的形式呈现了各种各样的这类现象，包括宇宙爆炸（超新星、伽马射线暴）、相对论现象（黑洞形成、喷流）、潜在危险的小行星等。我们一直在开发一套机器学习工具，用于检测、分类和规划对天文学应用中瞬态事件的响应，使用卡塔利娜实时瞬态调查（CRTS）作为科学和方法的测试平台。对可能最有趣的事件迅速作出反应的能力是一个关键的瓶颈，它限制了当前和预期的天气天空调查的科学回报。类似的挑战出现在其他情况下，从使用传感器网络的环境监测到自主航天器系统。考虑到数据速率的指数级增长和时间紧迫的响应，我们需要一种完全自动化和强大的方法。我们描述了迄今为止所取得的成果，以及未来可能的发展。
2016-01-18 astro-ph.IM cs.DB
Probabilistic Data-Driven Modelling of Astrophysical Transients: The Neural Process Family for Ultrafast and Class-Agnostic Light Curve Reconstruction with NightLANP
NASA FINESST Fellow；Department of Physics and Astronomy, University of Delaware（物理与天文学系，德雷克塞尔大学）；University of Delaware, Data Science Institute（德雷克塞尔大学数据科学研究所）；Joseph R. Biden, Jr. School of Public Policy and Administration, University of Delaware（德雷克塞尔大学公共政策与行政学院）；Vera C. Rubin Observatory（维拉·鲁宾天文台）；Division of Physics, Mathematics, and Astronomy, California Institute of Technology（物理、数学与天文学系，加州理工学院）；Center for Data Driven Discovery, California Institute of Technology（数据驱动发现中心，加州理工学院）
针对稀疏不规则光变曲线重建问题，提出神经过程家族（以注意力神经过程为例），结合高斯过程的概率框架与深度学习的可扩展性，通过元学习实现跨波段、类别无关的快速推理，在Rubin模拟数据上优于高斯过程和神经网络。
2026-06-01 astro-ph.IM cs.LG
Mining the time axis with TRON. I. Millisecond pulsars in Omega Centauri, Terzan 5 and 47 Tucanae detected through MeerKAT interferometric imaging
本文提出名为TRON的原型流水线，通过处理MeerKAT档案综合成像数据挖掘中等时标射电暂现源和变源，在三个球状星团中成功探测到多个毫秒脉冲星及候选体并确认其掩食行为。
2025-01-31 astro-ph.HE astro-ph.IM astro-ph.SR
Astro-COLIBRI -- The COincidence LIBrary for Real-time Inquiry for multimessenger astrophysics
Astro-COLIBRI是一种新颖的工具，它实时评估瞬态观测的警报，根据用户指定的标准对其进行过滤，并将其放入多波长和多信使环境中。通过快速生成持续源以及相关相空间中的瞬态事件的概览，Astro-COLIBRI有助于增强瞬态天空的偶然和后续观测的发现潜力。该软件的架构包括一个具象状态转移应用程序编程接口，一个静态和实时数据库，一个基于云的警报系统，以及一个网站和应用程序的iOS和Android作为客户端的用户。后者提供了有关数据摘要的图形表示，以便能够快速识别感兴趣的现象，并评估世界各地大量观测站的观测条件。
2021-09-03 astro-ph.HE astro-ph.IM
Transient Classification in LIGO data using Difference Boosting Neural Network
引力波探测器数据中瞬变现象的检测和分类对于有效地搜索真实的天体物理事件和识别噪声源至关重要。我们提出了一种混合的方法，用于分类的短时间瞬变引力波数据中看到的监督和无监督的机器学习技术。为了训练分类器，我们使用通过对数据应用一维小波分解获得的相对小波能量和相应的熵。训练分类器的预测精度的9个模拟类的引力波瞬变和LIGO的第六次科学运行的硬件注入报告。有针对性的搜索一对夫妇的已知类的非天体物理信号在先进的LIGO数据的第一次观测运行。使用最少的训练样本准确识别瞬态类的能力使得所提出的方法成为LIGO探测器表征以及搜索短持续时间引力波信号的有用工具。
2017-05-09 astro-ph.IM gr-qc
DECam Multi-Messenger Astrophysics Pipeline. I. from Raw Data to Single-Exposure Candidates
本文介绍了一个基于DECam的图像相减与源选择流水线，用于快速探测暂现源和引力波光学对应体。该流水线利用LSST软件处理数据并采用主成分分析筛选候选体，经验证能产生高质量测光数据并有效筛选真实暂现源，且方法可扩展至其他仪器。
2024-08-26 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
RFI Flagging Implications for Short-Duration Transients
现代射电望远镜的视野很宽，在成像测量模式下，通常可以覆盖天空中任何位置，因此提供了一个自然适合搜索罕见瞬变的数据流。然而，射频干扰（RFI）可以以类似于这种瞬变的方式出现在数据流中，并且因此过滤RFI（标记）的正常预处理也可以在成像之前从数据流中去除天体物理瞬变。在本文中，我们研究如何标准标记影响这种瞬态的可检测性，通过检查的情况下，用于低频阵列（LOFAR; \citep{LOFAR}）调查的观察模式中的瞬态检测。我们量化的通量范围内的瞬变，将被检测到，并减少其SNR由于部分标记。我们发现，具有接近积分采样时间的持续时间的瞬态，以及具有数十秒量级的持续时间的明亮瞬态，被完全标记。对于几十秒到几分钟量级的较长瞬变，标记效应不那么严重，尽管部分信号丢失。对于这些瞬态，我们提出了一个修改后的标记策略，减轻了标记对瞬态信号的影响。我们还提出了一个脚本，它使用这两种策略之间的差异，和已知的瞬态RFI和天体物理瞬态之间的差异，通知观察者时，潜在的瞬态数据流。
2018-04-12 astro-ph.IM
tilepy: Smart Scheduling for Multi-Messenger Astronomy from Earth to Orbit
针对引力波等定位较差的暂现源后续观测难题，提出Python工具tilepy，支持多地面与天基天文台协同调度，并引入AI优化观测安排。
2025-08-11 astro-ph.IM
Representation Learning for Time-Domain High-Energy Astrophysics: Discovery of Extragalactic Fast X-ray Transient XRT 200515
Institute for Computational and Mathematical Engineering, Stanford University（斯坦福大学计算与数学工程研究所）；University of Cambridge（剑桥大学）；Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian（哈佛-史密森天体物理中心）；INAF – Osservatorio Astrofisico di Torino（意大利国家天体物理研究所都灵天文台）；The University of Sydney（悉尼大学）
提出一种基于 E-t 图和 E-t-dt 立方体表示的无监督表示学习方法，用于高能数据异常检测，并借此发现了首个河外快速X射线暂现源 XRT 200515。
2025-03-04 astro-ph.HE astro-ph.IM cs.AI
Time domain astrophysics with transient sources. Delay estimate via Cross Correlation Function techniques
本文探讨利用互相关函数（CCF）技术估计暂现源到达时间列表间延迟及相关误差的方法，通过构建连续光变曲线和蒙特卡罗技术克服泊松涨落与传统固定分箱局限，在低计数统计数据分析中展现显著计算优势。
2025-07-02 astro-ph.HE astro-ph.IM
Search for Astrophysical Nanosecond Optical Transients with TAIGA-HiSCORE Array
广角切伦科夫阵列TAIGA-HiSCORE（FOV $\sim$ 0.6 sr）最初是作为TAIGA装置的一部分创建的，用于高能伽马射线天文学和宇宙射线物理学。阵列现在由1公里$^2$面积上的近100个光学站组成。由于光站时间同步的高精度和稳定性（$\sim$ 1 ns），EAS到达方向重建的精度达到0.1 $^\mathrm{o}$。实验证明，该阵列也可用于搜索光学范围内的纳秒事件。该报告讨论了使用HiSCORE阵列搜索光学瞬变的方法，并通过检测来自人造地球卫星的信号的实例演示了其性能。在2018- 2019年冬季的HiSCORE数据中搜索这种短耀斑。已经检测到一个双中继器的候选者，但是背景EAS事件对这样的瞬变的随机模拟的估计概率不小于10%，这不允许我们说检测到的候选者对应于真实的天体物理瞬变。通量密度大于$10^{-4} \mathrm{erg/s/cm}^2$且持续时间大于5 ns的光尖峰频率的上限被建立为$\sim 2 \times 10^{-3}$事件/sr/小时。
2021-09-20 astro-ph.IM
Scientific Data Mining in Astronomy
我们描述了数据挖掘算法在天文学研究问题中的应用。我们认为，数据挖掘一直是天文学研究的基础，因为数据挖掘是基于证据的发现，包括分类，聚类和新颖性发现的基础。这些算法代表了在大型数据库中发现的一套主要计算工具，这在数据密集型天文学时代将变得越来越重要。回顾了天文学数据挖掘的历史实例，然后讨论了预计在未来十年中最大的数据生产项目之一：大型综合巡天望远镜（LSST）。为了促进天文学中数据驱动的发现，我们设想了一种新的天文学和天体物理学面向数据的研究范式-天体信息学。天文信息学被描述为现代数据密集型天文学的一种研究方法和教育必要性。大型时域巡天（如LSST）的一个重要应用领域是实时天空事件（包括移动物体、光度可变物体和瞬变现象）的快速识别、表征和分类。我们描述了一个可能的实现的分类代理这样的事件，它结合了几个天体信息学技术：用户注释，语义标记，元数据标记，异构数据集成，分布式数据挖掘。这些类型的合作分类和发现的方法在其他科学学科的例子。
2009-11-03 astro-ph.IM cs.DB cs.IR
The LSC Glitch Group : Monitoring Noise Transients during the fifth LIGO Science Run
LIGO科学合作组织（LSC）故障小组是LIGO探测器表征工作的一部分。它由数据分析师和探测器专家组成，他们在科学运行期间和之后合作，以更好地了解探测器中的噪声瞬变。在第五次LIGO科学运行（S5）期间，故障组的目标包括（1）对探测器数据质量进行离线评估，重点是噪声瞬态，（2）否决天体物理分析的建议，以及（3）向调试团队反馈在引力波和辅助数据通道中看到的异常。其他活动包括研究突发搜索触发器的自相关性、探测器噪声的平稳性和否决研究。该小组确定了在引力波搜索中引发假警报的几个噪声瞬变的原因;这些瞬变的时间被确定并从产生LSC天体物理结果的数据中否决。
2008-07-14 astro-ph.IM gr-qc
A Machine Learning empowered search for Sub-Minute Optical Transient Events with the Deeper, Wider, Faster programme
本研究为DWF项目搭建机器学习加速搜索流水线，首次系统性搜索m~23等深度的亚分钟级光学暂现源，在67万余条光变曲线试点研究中发现2个高质量候选体，排除多类假阳性并算出天球发生率。
2025-09-09 astro-ph.HE astro-ph.IM
Gamma-ray Transient Network Science Analysis Group Report
本报告由伽马射线暂现源网络科学分析组发布，梳理了行星际网络（IPN）及天基高能监测设备在时域与多信使天体物理新时代的作用、科学价值与优化方向，为相关领域未来发展提供参考。
2023-10-05 astro-ph.HE astro-ph.IM
TransientVerse: A Comprehensive Real-Time Alert and Multi-Wavelength Analysis System for Transient Astronomical Events
本文提出实时数据库平台 TransientVerse，通过自动化流水线整合多源暂现警报并利用开源大语言模型构建双格式数据库，提供回溯搜索、可视化等功能及快速射电暴重复暴发率统计，有效提升多波段时域天文观测效率。
2025-01-12 astro-ph.HE astro-ph.IM
Transients stemming from collapsing massive stars: The missing pieces to advance joint observations of photons and high-energy neutrinos
本文综述大质量恒星坍缩暂现源在电磁波段与中微子的能量释放，指出中微子辐射与射电和X射线强相关，主张加强射电和X射线巡天以优化多信使联合观测。
2023-09-19 astro-ph.HE astro-ph.IM
Orbital Foregrounds for Ultra-Short Duration Transients
来自地球轨道上物体的反射可以产生亚秒级的恒星般的闪光，类似于天体物理学的瞬变。反射在历史上曾引起瞬时调查的假警报，但人口没有得到系统的研究。我们使用Evryscope快速瞬变引擎报告这些轨道闪光的事件发生率，Evryscopes的低延迟瞬变检测管道。我们选择可能由地球卫星引起的单历元探测，并将事件率建模为震级和天空位置的函数。我们测量了$1800^{+600}_{-280}$天空$^{-1}$小时$^{-1}$的速率，峰值在$m_g = 13.0$，在像Evryscopes这样的调查中，闪光形态退化与真实的天体物理信号。其中，$340^{+150}_{-85}$天空$^{-1}$小时$^{-1}$足够明亮，在典型的郊区天空中肉眼可见，视觉极限星等为$V\approx4$。这些测量使轨道闪光的事件率比所有活跃的全天空快速时间尺度瞬态搜索的公共警报的组合率高出几个数量级，包括中微子，引力波，伽马射线和射电天文台。短时间尺度的轨道闪光形成了一个占主导地位的前景，非触发搜索快速瞬变低分辨率，广角调查。然而，像快速射电暴（FRB）与弧分尺度的本地化事件有一个低概率（$\sim10^{-5}$）的符合与轨道闪光，允许光学调查，以限制其潜在的光学对应物在单一的图像。即将推出的卫星互联网星座，如SpaceX Starlink，不太可能对正常运行中的轨道闪光数量做出重大贡献。
2020-11-04 astro-ph.HE astro-ph.IM
Coded Aperture Imaging in High-Energy Astrophysics
在过去的几十年里，硬X射线和低能伽马射线编码孔径成像仪器作为高能探测器和瞬态源发现者和跟踪者已经非常成功。尽管与聚焦仪器相比，编码孔径望远镜的灵敏度相对较低，但它仍然是在大源场中对单个点源进行同步、高节奏光谱测量的一个非常好的选择。本文介绍了高能天体物理中编码孔径成像仪器的基本原理。重点是基本方面的技术，编码掩模仪器的特点，和属性的重建图像。
2019-09-18 astro-ph.IM hep-ex
Design and operation of the ATLAS Transient Science Server
小行星对地撞击最后警报系统（ATLAS）由两台0.5米施密特望远镜组成，望远镜上的照相机覆盖29平方度，底片比例为每像素1.86角秒。这些望远镜协同工作，每两个晚上定期调查夏威夷（$δ> -50^{\circ}$以上）可见的整个天空，每晚曝光四次，通常在月球被照亮时每次曝光达到$o < 19$等，在黑暗的天空中每次曝光达到$c < 19.5$等。目前正在智利和南非建设另外两个单位，这将导致从2021年开始全天每天的节奏。ATLAS数据最初设计用于探测潜在危险的近地天体，使一系列天体物理时域科学成为可能。为了从数据流中提取瞬变，需要一个计算系统来处理数据，吸收时间和空间上的探测结果，并将它们与已知的天体物理源联系起来。在这里，我们描述了硬件和软件基础设施，以产生一个干净的，真实的，实时的天体物理瞬变流。这涉及机器学习和提升决策树算法，以识别河外和银河瞬变。通常我们每晚会发现10-15颗超新星候选者，我们会立即公开宣布。ATLAS的发现不仅能够快速跟踪感兴趣的来源，而且将在100 Mpc的本地体积内提供完整的统计样本。在100 Mpc以内探测到的超新星速率的简单比较，没有完整性的修正，已经明显高于目前接受的速率（因子1.5到2）。
2020-06-02 astro-ph.HE astro-ph.IM astro-ph.SR
Acoustic detection of astrophysical neutrinos in South Pole ice
当高能粒子在稠密介质中相互作用产生粒子簇射时，大部分簇射能量作为热量沉积在介质中。这导致介质局部膨胀并发射具有10 kHz量级的介质相关峰值频率的冲击波。特别是在南极冰中，介质的弹性特性已经被理论化，以提供粒子能量与声能的良好耦合。理论上，声衰减长度为几公里，这可以使一个稀疏的仪器大体积探测器搜索来自高能天体物理中微子的罕见信号。我们模拟了IceCube阵列的混合光学/无线电/声学扩展，专门用于同时用多种方法检测宇宙成因（GZK）中微子，以实现对所发现信号的高置信度，并测量GZK中微子的角度，时间和光谱分布。这项工作推动了南极声学测试装置（SPATS）的设计、部署和运行。SPATS的主要目的是测量南极的声衰减长度、声速剖面、本底噪声和瞬态噪声源\emph{in situ}。我们描述了SPATS的设计，性能和结果。我们测量了200米和500米深度之间的完全致密的冰的声速为3878 $\pm$ 12米/秒的压力波和1975.8 $\pm$ 8.0米/秒的剪切波。我们测量的声振幅衰减长度为316 $\pm$ 105 m。我们测量的背景噪声是高斯的，并且在从一秒到两年的所有时间尺度上都非常稳定。最后，我们在一年多的高质量瞬态数据采集中发现了一组有趣的重建良好的瞬态事件。最后，我们讨论了SPATS的下一步是什么和声学中微子探测冰的前景。
2011-12-30 astro-ph.IM
Analysis methods to search for transient events in ground-based Very High Energy gamma-ray astronomy
天体物理源中的瞬变和变量现象对于理解潜在的伽马射线发射过程特别重要。在甚高能量伽马射线领域，瞬态和可变源与带电粒子加速过程有关，例如可以帮助理解宇宙射线的起源。用于$\sim 100$ GeV以上伽马射线天文学的大气切伦科夫成像技术非常适合探测这类事件。然而，标准分析方法对于这样的目标不是最佳的，并且在本出版物中专门开发了更灵敏的方法。因此，灵敏度的提高可能有助于探测短暂而微弱的瞬变源，如伽马射线暴。
2020-01-16 astro-ph.HE astro-ph.IM
Detecting transient gravitational waves in non-Gaussian noise with partially redundant analysis methods
有一个广泛的天体物理来源，产生可检测的，瞬态的，引力波。一些对瞬变引力波的搜索是根据这些源的已知特征进行的。其他搜索对来源做了一些假设。通常，事件可以通过多种搜索技术观察到。这项工作描述了如何将不独立的搜索结果组合起来，将每个搜索视为给定事件的分类器。这将被证明可以提高对引力波事件的整体灵敏度，同时直接解决多次试验的一致性解释问题。
2012-04-25 astro-ph.IM gr-qc
Massively parallel Bayesian inference for transient gravitational-wave astronomy
了解瞬态引力波的性质及其来源在物理学和天文学中具有广泛的意义。贝叶斯推断是瞬态引力波天文学中天体物理测量的标准框架。通常，随机抽样算法用于估计描述实验数据的模型的参数空间上的后验概率分布。物理上最精确的模型通常伴随着大量的计算开销，这会使数据分析非常耗时，甚至可能是令人望而却步的。在某些情况下，高度专业化的优化可以缓解这些问题，尽管它们可能难以实现，并且难以推广到数据的任意模型。在这里，我们提出了一个准确的，灵活的和可扩展的天体物理推断方法：并行嵌套采样。推理的停机时间的减少几乎与在高性能计算集群上运行的并行进程的数量成线性关系。通过在高性能集群中利用数百或数千个CPU的池，可以减轻许多天体物理推断的大的壁时间，同时确保可以“开箱即用”地使用任何引力波信号模型，即，而无需额外的优化或近似。我们的方法将有助于LIGO-Virgo-KAGRA合作和更广泛的科学界对引力波进行天体物理分析。在开源引力波推断库$\texttt{pBilby}$（并行$\texttt{bilby}$）中提供了一个实现。
2020-04-27 astro-ph.IM gr-qc
QoQ: a Q-transform based test for Gravitational Wave transient events
针对引力波瞬态搜索中噪声毛刺造成的误报背景，提出基于Q变换和时频像素占用率的QoQ检验方法，可减少40%公开警报撤回且灵敏度损失极小，适用于在线与离线搜索。
2023-05-14 astro-ph.IM gr-qc
DAME: A Distributed Data Mining & Exploration Framework within the Virtual Observatory
如今，许多科学领域都有着相同的广泛需求，即能够处理海量和分布式数据集，同时在可能的情况下与服务和应用程序集成。为了解决数据增量生成与我们对数据的理解之间日益扩大的差距，需要知道如何访问、检索、分析、挖掘和集成来自不同来源的数据。任何新一代数据挖掘软件工具或软件包的一个基本方面，真正想成为社区的服务，是在复杂的工作流程中使用它的可能性，每个用户都可以微调，以匹配他的科学目标的具体要求。这些工作流通常需要访问不同的资源（数据，提供商，计算设施和包），并要求（至少）客户端具有严格的互操作性。DAME（数据挖掘与勘探）项目就是从这些需求中产生的，它提供了一个基于WEB的分布式数据挖掘基础设施，专门用于使用软计算方法进行海量数据集的勘探。DAME套件最初设计用于处理天体物理用例，第一个科学应用实例已经证明了其有效性，DAME套件是一个多学科平台独立的工具，完全符合现代KDD（数据库中的知识发现）要求和信息通信技术趋势。
2011-12-04 astro-ph.IM cs.DL
Cross-Observatory Coordination with tilepy: A Novel Tool for Observations of Multi-Messenger Transient Events
本文提出tilepy这一Python工具，用于自动调度定位精度差的多信使瞬变事件后续观测，支持中小视场望远镜跨天文台多波长协同覆盖定位不确定区域，并已通过GitHub、公共API及Astro-COLIBRI平台开放使用。
2024-10-21 astro-ph.HE astro-ph.IM
Detecting gravitational-wave transients at five sigma: a hierarchical approach
随着第二代引力波探测器准备以前所未有的灵敏度分析数据，人们对搜索未建模的瞬变（通常称为爆发）产生了极大的兴趣。大量的努力已经产生了各种技术来识别和表征这种瞬态信号，其中许多方法已被应用于使用第一代探测器的数据产生天体物理结果。然而，背景估计的计算成本仍然是一个具有挑战性的问题;很难要求具有合理计算资源的5σ检测，而不支付具有降低的灵敏度的效率。我们展示了一个分层的方法来引力波瞬态检测，专注于长寿命的信号，它可以用来检测瞬态的显着性超过5σ使用适度的计算资源。特别是，我们展示了如何将以前开发的无籽聚类技术应用于大型数据集，以确定高显着性的候选人，而不必以敏感性换取速度。
2015-10-12 astro-ph.IM gr-qc
UniMAP: Model-free detection of unclassified noise transients in LIGO-Virgo data using the Temporal Outlier Factor
来自当前引力波探测器的数据包含高比率的瞬态噪声（毛刺），这可能引发错误的探测并掩盖真实的天体物理事件。现有的噪声检测算法在很大程度上依赖于基于模型的方法，这些方法可能会错过辅助传感器或具有奇异形态的噪声瞬态。我们提出了独角兽多窗口异常检测管道（UniMAP）：一种无模型算法，通过多窗口数据恢复方案来识别和表征瞬态噪声，该算法利用时间离群值因子（TOF）。我们表明，这种窗口化方案扩展了TOF算法的异常检测能力，以解决任意形态和持续时间的噪声瞬态。我们展示了该管道在LIGO和Virgo的第三次观测运行中检测故障的有效性，并讨论了潜在的应用。
2022-05-04 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
POEMMA (Probe of Extreme Multi-Messenger Astrophysics) Roadmap Update
本文回顾 POEMMA 双航天器探测任务的 UHECR 与高能中微子观测设计，并总结 Mini-EUSO、EUSO-SPB2 及后续气球任务推动的技术进展。
2023-09-25 astro-ph.HE astro-ph.IM
Machine Learning Search for Gamma-Ray Burst Afterglows in Optical Surveys
由于机器人望远镜的进步，时域天文学导致每晚在图像中检测到大量瞬态事件。介绍了用于对象分类的数据挖掘和机器学习工具。目标是自动分类瞬态事件，以便更大的望远镜进一步跟踪和瞬态事件的统计研究。特别注意的是伽马射线暴余辉的识别。机器学习技术被用于根据$g'-r'$、$r'-i'$和$i'-z'$颜色指数识别SDSS档案图像中存在的天体之间的GROND伽马射线暴余辉。比较了支持向量机、随机森林和神经网络算法的性能。一个联合元分类器，建立在个人分类器的顶部，可以识别GRB余辉与$\gtrsim 90\%$的整体精度。
2015-11-14 astro-ph.HE astro-ph.IM
Localization of transient gravitational wave sources: beyond triangulation
快速、准确地定位引力波瞬变事件已被证明是成功的电磁跟踪的关键。在以前的论文中，我们已经表明，定位估计可以通过三角测量的基础上在检测器站点的定时信息。在实践中，详细的参数估计例程使用附加信息，并且提供比单独基于定时信息更好的定位。在本文中，我们扩展了基于时间的本地化近似，将观测到的信号与两个引力波偏振的一致性，和一个天体物理动机的源分布。这两种方法都对源定位提供了显着的改进，允许将许多源限制在单个天空区域，其面积比仅通过定时信息预测的面积小40%。此外，我们表明，绝大多数的源将被重建为圆偏振，或等效地，从正面上无法区分。
2017-12-13 astro-ph.IM gr-qc
Data-driven detection of multi-messenger transients
爆炸性天体物理瞬变研究的主要挑战是使用多个信使对其进行检测和表征。为此，我们开发了一个新的基于深度学习的数据驱动发现框架。我们展示了它的使用搜索涉及中微子，光学超新星，伽马射线。我们表明，我们可以匹配或大幅提高最先进技术的性能，同时显着减少对建模和仪器表征的依赖。特别是，我们的方法是为了近实时分析，这是必不可少的有效后续检测。我们的算法旨在结合一系列的工具和类型的输入数据，代表不同的信使，物理制度和时间尺度。该方法针对意外现象的不可知论搜索进行了优化，并有可能大幅提高其发现前景。
2020-05-13 astro-ph.HE astro-ph.IM
Transient PULSE: Code for the Transient Propagation of UltraLight (pseudo)Scalars to Earth
University of Delaware（特拉华大学）；High Energy Accelerator Research Organization (KEK)（高能加速器研究机构）；The University of Tokyo（东京大学）；Graduate University for Advanced Studies (SOKENDAI)（高级研究大学院大学）
该研究开发了Transient PULSE软件包，用于数值实现天体物理爆发产生的瞬态超轻玻色子信号的源到探测器框架，可模拟信号传播并为探测器分析提供输入，还配套了分析模块估算相关参数。
2026-10-15 astro-ph.HE astro-ph.IM hep-ph
Design and expected performance of a novel hybrid detector for very-high-energy gamma astrophysics
目前用于极高能$γ$射线天体物理学的探测器要么是具有小视场的指向仪器（切伦科夫望远镜），要么是具有相对较大能量阈值的大视场仪器（广泛的空气簇射探测器）。在这篇文章中，我们提出了一种新的混合广泛的空气簇射探测器敏感的能量区域从约100 GeV。该探测器结合了一个小的水切伦科夫探测器，能够提供在地面上的簇射粒子的量热测量，与电阻板室，有助于显着准确的簇射几何重建。对这种探测器概念的全面模拟表明，它能够在亚TeV能量区达到比任何以前的伽马射线宽视场实验更好的灵敏度。预计它将在一年内探测到一个具有$5σ$意义的比蟹状星云更暗的源，其能量为$100\,$ GeV，而在$1\,$ TeV以上，则探测到一个比蟹状星云更暗的源，其亮度为蟹状星云的10%。因此，该仪器适合探测瞬态现象，使其成为一个非常强大的工具，可以触发对可变源的观测，并探测与引力波和伽马射线暴耦合的瞬态现象。
2018-03-26 astro-ph.HE astro-ph.IM hep-ex
