超新星遗迹HUBS高分辨X射线观测的仿真模拟研究

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    U1931140
  • 项目类别：
    联合基金项目
  • 资助金额：
    50.0万
  • 负责人：
    梁贵云
  • 依托单位：
    中国科学院国家天文台
  • 学科分类：
    A3306.围绕拟建大型天文设备开展的预研究
  • 结题年份：
    2022
  • 批准年份：
    2019
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2020-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Hot Universe Baryon Surveyor is the first planned mission of X-ray observatory with high-resolution in China. The primary scientific objective of HUBS is to conduct a census of baryons in the warm-hot circumgalactic and intergalactic media and thus to directly address the issue of “missing baryons” in the local universe. The results are expected to impact our understanding of galaxy formation and evolution. Supernova remnants are key scientific objectives of this space mission. Wherever the studies of supernova remnants are crucial for many important issues, including the nuclesynthetic, characteristics of progenitor, and the interaction of explosion ejections with surrounding interstellar medium. In this program, we will aim for the simulation of spectroscopy with high-resolution of supernova remnants by the combination of HUBS technology (i.e. collecting area, energy resolution) and our non-equilibrium as well as charge-exchange model. Here, we will investigate the perspectives of HUBS on studying the interaction of ejections with interstellar medium by studying the contribution of the charge-exchange processes, and its influence on the synthesized heavy element abundance and its distribution.
宇宙重粒子探寻计划HUBS是国内第一个拟建的高分辨X射线望远镜，该望远镜以探测宇宙大尺度纤维状结构及星系周物质分布，致力于发现宇宙中“缺失”的物质的空间分布及其物理与化学性质，在完善星系形成与演化理论取得突破性成果。其中超新星踪迹是该空间望远镜的一个重要研究主题。而超新星遗迹物理研究涉及到爆炸核合成、前身星性质、抛射物与星际介质相互作用等天体物理问题。本项目致立于利用我们发展的非平衡与电荷交换辐射模型，结合HUBS的技术设计参数，对超新星遗迹高分辨观测进行仿真模拟研究，论证研究HUBS在揭示爆炸产物与星际介质相互作用电荷交换过程对高分辨光谱的贡献，及其对核合成元素丰度的影响。

结项摘要

宇宙重子巡天计划HUBS望远镜是国内正在推进的一个高分辨X射线成像光谱望远镜，该望远境以探测星系际或星系周热气体的分布，来认识星系演化中星系周气体的内外循环机制：回落的冷气体是星系内恒星形成的原料，而超新星爆发或中心黑洞喷流可以加热气体并形成外流。因此，超新星遗迹是HUBS望远镜未来观测的一个重要目标源。本项目致立于构建非平衡和电荷交换的辐射模型，结合HUBS技术参数，仿真模拟超新星遗迹观测光谱，论证高分辨光谱中电荷交换的贡献。在过去3年的研究工作中，我们进一步发展了电荷交换辐射模型，发展了包含双电子俘获和/或电子与质子碰撞激发耦合的光辐射模型。在太阳风离子与彗星水气分子碰撞中，发现300eV处C离子的辐射增强53%。将该分析方法应用于火星观测X射线辐射，成功解释了类氦O离子禁戒线的抑制机制，其X射线总辐射亮度增强了3倍，更接近于XMM-Newton的观测结果。该分析方法也成功解释了实验室测量的光谱，并揭示实验外向流与冷介质相互作用中存在电荷交换贡献。利用发展的电荷交换模型，仿真模拟了HUBS观测月球暗区的X射线光谱。利用我们的分析工具，计算了非电离平称热辐射和电荷交换辐射，耦合HUBS探测器响应和超新星遗迹SN 1006的元素丰度信息，仿真模拟了该超新星遗迹边界区的HUBS观测光谱。

项目成果

期刊论文数量（4）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
天体高分辨率软X射线光谱的实验测量标定
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2021
  • 期刊：
    天文技术与方法
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    张雨佳;梁贵云
  • 通讯作者：
    梁贵云
X-Ray Morphology Due to Charge-exchange Emissions Used to Study the Global Structure around Mars
电荷交换发射产生的 X 射线形态用于研究火星周围的全球结构
  • DOI：
    10.3847/1538-4357/acac7e
  • 发表时间：
    2022-12
  • 期刊：
    Astrophysical Journal
  • 影响因子：
    4.9
  • 作者：
    Liang G.Y.;Sun T.R.;Lu H.Y.;Zhu X.L.;Wu Y.;Li S.B.;Wei H.G.;Yuan D.W.;Zhong J.Y.;Cui W.;Ma X.W.;Zhao G.
  • 通讯作者：
    Zhao G.
Charge-exchange soft X-ray emission of highly charged ions with inclusion of multiple-electron capture
高电荷离子的电荷交换软 X 射线发射，包含多电子捕获
  • DOI：
    10.1093/mnras/stab2537
  • 发表时间：
    2021-09
  • 期刊：
    Monthly Notices of Royal Astronomical Society
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Liang G.Y.;Zhu X.L.;Wei H.G.;Yuan D.W.;Zhong J.Y.;Wu Y.;Hutton R.;Cui W.;Ma X.W.;Zhao G.
  • 通讯作者：
    Zhao G.
Charge-exchange X-Ray Signature in Laboratory Outflow Interaction with Neutrals
实验室流出物与中性物质相互作用中的电荷交换 X 射线特征
  • DOI：
    10.3847/1538-4357/ac3de8
  • 发表时间：
    2022-02
  • 期刊：
    Astrophysical Journal
  • 影响因子：
    4.9
  • 作者：
    Liang G.Y.;Wei H.G.;Yuan D.W.;Zhong J.Y.;Zhang Z.;Wang C.;Han B.;Sun W.;Yuan X.X.;Xie Z.Y.;Xiong J.;Hutton R.;Zhu B.Q.;Zhu J.Q.;Zhu X.L.;Cui W.;Wu Y.;Ma X.W.;Li Y.T.;Zhao G.;Zhang J.
  • 通讯作者：
    Zhang J.

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其他文献

Experimental investigations of ion charge distributions, effective electron densities and electron-ion cloud overlap in EBIT plasma using extreme-ultraviolet spectroscopy
使用极紫外光谱法对 EBIT 等离子体中的离子电荷分布、有效电子密度和电子-离子云重叠进行实验研究
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    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    Astrophysical Journal
  • 影响因子：
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  • 作者：
    梁贵云
  • 通讯作者：
    梁贵云
Electron density diagnostic for hot plasmas in coronal regime by using B-like ions
使用 B 类离子对日冕区域中的热等离子体进行电子密度诊断
  • DOI：
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  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    Astronomical Journal
  • 影响因子：
    5.3
  • 作者：
    梁贵云
  • 通讯作者：
    梁贵云
Soft X-ray emissions of Si IX in Procyon
南河三号中 Si IX 的软 X 射线发射
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    New Astronomy
  • 影响因子：
    2
  • 作者：
    梁贵云
  • 通讯作者：
    梁贵云
实验室X射线天体物理
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    天文学进展
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    梁贵云;赵刚
  • 通讯作者：
    赵刚

其他文献

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电子束离子阱与先进光源模拟天体物理过程的理论研究
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    青年科学基金项目

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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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