并行环境下恒星理论光谱模板库的构建

发布时间：2018-01-22 15:55

本文关键词： 恒星大气物理参数测量理论光谱 Kurucz 恒星大气模型 SPECTRUM　出处：《山东大学》2012年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：浩瀚的宇宙有着无穷的魅力,而天文学的终极目的在于提供一个简单的理论去描述整个宇宙。为了我国天文事业的进一步发展,我国天文学工作者们提出了LAMOST项目。天体光谱蕴含着天体重要的物理信息,通过光谱的研究,人们可以定性或定量地测定天体的化学成分。恒星大气物理参数,包括恒星的有效温度、表面重力加速度、化学丰度,是导致恒星光谱差异的重要因素。恒星大气物理参数自动测量是LAMOST望远镜数据自动处理的一个重要研究内容。在最近几十年里,国内外天文工作者们研发了多种从中低分辨率光谱中计算恒星大气物理参数的方法,主要包括模板匹配法、人工神经网络法、元素线指数法和一些核回归方法等,其中模板匹配是最常用的一类方法。该类方法是一种最近邻方法,它基于已有的理论或实测恒星光谱模板库,库中每条光谱的大气物理参数已经通过传统的天体物理测量方法精确测定。将待测光谱与模板库中的光谱进行匹配,最终二者的相似性由某种相似度函数来描述。随着天文数据处理技术的发展,各种测量恒星大气物理参数的模板匹配算法渐渐趋于成熟。除了研究算法外,改进匹配模板库也是提高恒星大气物理参数测量的准确度的重要途径。由于恒星理论光谱的生成涉及大量而且复杂的运算,所以为能得到范围相对比较大的的参数分布,采用的参数步长相对就会大一些。根据LAMOST恒星参数测量软件的实际需求,本文对Kurucz恒星理论光谱库在并行环境下进行细化构建,重构后的模板数据除能满足LAMOST软件的实际需求外,还可以用于其他相关课题的研究。本文主要做了以下工作： 1.研究了恒星大气物理参数测量方法与恒星大气模型基本理论,并从模型计算与光谱合成两部分研究了Kurucz理论光谱库的构建,主要包括ODF的计算、Rosseland文件的计算、ATLAS9模型计算、SPECTRUM光谱合成等等。 2.研究MPI并行计算相关知识,利用中国科学院国家天文台高性能计算集群,将FiorellaCastelli等人于2003年发布的新ATLAS9恒星大气模型网格数据,分别计算出高分辨率(R=50000)与低分辨率(R=2000)两套理论光谱数据。 3.在FiorellaCastelli等人发布的新ATLAS9恒星大气模型网格数据为的基础上,计算出一套步长更小的ATLAS9恒星大气模型网格数据,共约4万个模型,全部模型均为正常恒星模型,并计算出相对应的高分辨率(R=50000)与低分辨率(R=2000)理论光谱数据。对生成的恒星理论光谱库数据进行相关性分析,以验证其正确性。
[Abstract]:The ultimate aim of astronomy is to provide a simple theory to describe the whole universe . In recent decades , researchers at home and abroad have developed a variety of methods for calculating the atmospheric physical parameters of stars from low - resolution spectra , including template matching , artificial neural network , element line index method and some nuclear regression methods , among which template matching is one of the most commonly used methods . With the development of the astronomical data processing technology , the template matching algorithm for measuring the atmospheric physical parameters of stars gradually tends to mature . In addition to the research algorithm , the improved matching template library is an important way to improve the accuracy of the measurement of the atmospheric physical parameters . This article mainly deals with the following : 1 . The basic theory of stellar atmospheric physical parameter measurement and stellar atmosphere model is studied , and the construction of the Kurucz theory spectrum library is studied from model calculation and spectral synthesis . 2 . Using the high - performance computing cluster of the National Astronomical Observatory of the Chinese Academy of Sciences and using the high - performance computing cluster of the National Astronomical Observatory of the Chinese Academy of Sciences , the paper calculates the high - resolution ( R = 50000 ) and the low - resolution ( R = 2000 ) two sets of theoretical spectral data , respectively . 3 . Based on the grid data of the new ATLAS9 stellar atmosphere model published by Fiorella Castel et al . , a set of model mesh data of ATLAS9 stellar atmosphere model with smaller step size is calculated . The model is a normal stellar model , and the corresponding high resolution ( R = 50000 ) and low resolution ( R = 2000 ) theoretical spectral data are calculated . The correlation analysis of the generated stellar theory spectral library data is carried out to verify its correctness .

【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：P144.1

【参考文献】