基于POLAR的太阳高能物理相关数据挖掘、处理和分析

批准号:
U1631242
项目类别:
联合基金项目
资助金额:
240.0 万元
负责人:
苏杨
依托单位:
学科分类:
A3304.数据、计算和信息提取等应用基础性研究
结题年份:
2020
批准年份:
2016
项目状态:
已结题
项目参与者:
吴伯冰、李友平、陈维、文星、张平、周晓伟、应蓓丽、王俊静
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中文摘要
即将于2016随天宫二号发射的伽玛暴偏振探测仪(POLAR)将填补高灵敏度高能偏振探测这一国际空白,其与已发射的暗物质粒子探测卫星DAMPE,及其他一些空间探测项目,将带来我国首批自主获得的高能物理空间探测数据。考虑到随之而来的科学应用需求和高能数据处理的复杂性,为最大化这批数据的科学价值,使其服务于国际太阳物理研究,我们提出以POLAR为主的太阳高能数据挖掘、处理和分析项目。主要任务是:(1)发展从大视场原始数据中处理、准确提取太阳高能数据的方法,包括偏振度,方向及其演化;(2)面向太阳物理界编写并发布对应的处理软件和数据;(3)建立我国首个太阳高能物理数据库,提供服务器端在线模拟功能;(4)结合多波段资料分析首个高质量的太阳高能偏振观测,其形成机制和粒子加速过程。项目将提升我们对太阳高能数据的处理分析水平和粒子加速传输的了解,为我国将来的太阳高能物理探测和研究做人才,技术和经验储备。
英文摘要
POLAR, a compact space-borne gamma-ray burst polarimeter, will be launched in 2016 onboard the Chinese space laboratory Tiangong-2 (TG-2). It’s the first instrument capable for high accuracy polarization measurements from the X-rays and gamma-rays of gamma-ray bursts (GRB) and solar flares. Together with the already launched DAMPE (Dark Matter Particle Explorer) and other ongoing space projects of China, it will bring China’s first space data for high-energy (astro)physics. Considering the complexity of data processing in high energy range and the need of scientific application of this data stream, we propose a POLAR-based project to process and analyze high energy solar physics data, and to maximize the scientific value of POLAR data in solar physics research. Our main tasks include, (1) processing and extracting precise measurements of polarization of solar flares from the raw data collected in wide field of view, including polarization degree, polarization angle, and their time evolution. (2) writing and publishing related software and processed scientific data for solar physics community in the world. (3) establishing China’s first database for high energy solar physics and providing users with 'online simulation' function on the server. (4) analyzing the physical process behind the data, such as polarization formation and particle acceleration, using multi-band observations from other high energy missions and . The project will improve our knowledge of particle acceleration and ability of data processing and analysis for high energy solar physics. Young scientists will gain rich technique and experiences through the project and prepare themselves for China’s high energy solar missions and studies in the near future.
本项目主要面向POLAR仪器等高能太阳数据的处理、信息挖掘和分析。POLAR是天宫2号上的一台高能载荷,用于高灵敏度测量X射线和伽马射线的偏振信息。主要研究内容包括:POLAR、GECAM、DAMPE、SDO等仪器所获得的太阳耀斑高能数据的处理、分析及相关软件开发;太阳高能大数据挖掘和分析方法,建立太阳高能数据库;高能数据的分析和研究等。.目前成果包括29篇文章和1个中国专利,已获得的重要成果和进展包括:(1)完成了POLAR、GECAM数据的处理、定标、模拟分析和背景分析,完成了面向SSW(太阳物理软件包)平台的相关软件开发,成果用于GECAM耀斑数据研究,也可用于后续的POLAR2项目和ASO-S卫星工程;(2)大幅改进了太阳大气微分发射度计算(DEM),精度提高可达一个量级(Su et al. 2018, ApJ Letters),进一步的改进使其可用于全日面图像各种结构的DEM分析,目前正在测试中。DEM分析是定量化研究太阳日冕的关键性基础工具,这两次改进将推动多个研究方向的突破;(3)自主开发了两种大数据挖掘方法,分别基于图像和光变曲线识别耀斑事件并记录参数。其中基于图像的RFD算法对耀斑的识别率远超GOES事件列表和国际同类算法,已用于一个完整太阳活动周(11年)的大数据挖掘,后者则用于我国两个高能卫星GECAM卫星和ASO-S的太阳耀斑数据分析。(4)POLAR共观测到55个伽马暴,其偏振分析取得系列进展。其中详细研究了5个的高精度偏振测量结果及其演化,是目前最好的伽马暴偏振结果,文章发表在Nature Astronomy(Zhang et al. 2019)并被广泛报道。(5)正在利用我们发展的大数据挖掘方法对SDO卫星11年的数据进行信息提取,产生两个重要的信息库:覆盖一个完整太阳活动周的日冕DEM演化数据和耀斑事件数据库,对日冕长期演化、大尺度结构分析、日冕加热难题、耀斑统计性质、耀斑分类等多个方向的科研突破有重大意义。数据入库和搜索页面工作已经完成。在首批成果发表后,所有挖掘结果将通过本项目支持建立的太阳高能数据库开放。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
Observation data pre-processing and scientific data products generation of POLAR
POLAR观测数据预处理及科学数据产品生成
DOI:10.1088/1674-4527/19/7/91
发表时间:2019-01
期刊:Research in Astronomy and Astrophysics
影响因子:1.8
作者:Li Zheng Heng;Sun Jian Chao;Song Li Ming;Wu Bo Bing;Li Lu;Wen Xing;Xiao Hua Lin;Xiong Shao Lin;Zhang Lai Yu;Zhang Shuang Nan;Zhang Yong Jie
通讯作者:Zhang Yong Jie
DOI:10.15940/j.cnki.0001-5245.2020.04.009
发表时间:2020-07
期刊:天文学报
影响因子:--
作者:喻福;苏杨;张哲;黄宇
通讯作者:黄宇
Detailed polarization measurements of the prompt emission of five gamma-ray bursts
五次伽马射线暴瞬时发射的详细偏振测量
DOI:10.1038/s41550-018-0664-0
发表时间:2019-03-01
期刊:NATURE ASTRONOMY
影响因子:14.1
作者:Zhang, Shuang-Nan;Kole, Merlin;Shi, Hao-Li
通讯作者:Shi, Hao-Li
DOI:--
发表时间:2017
期刊:中国科学:物理学 力学 天文学
影响因子:--
作者:郑世界;葛明玉;韩大炜;王文彬;陈勇;卢方军;鲍天威;柴军营;董永伟;冯旻子;贺健健;黄跃;孔敏南;李汉成;李陆;李正恒;刘江涛;刘鑫;师昊礼;宋黎明;孙建超;王瑞杰;王源浩;文星;吴伯冰;肖华林;熊少林;许寒晖;徐明;张娟;张来宇;张力;张晓峰;张永杰;赵一;张双南
通讯作者:张双南
Advanced Space-based Solar Observatory (ASO-S): an overview
先进天基太阳观测站(ASO-S):概述
DOI:10.1088/1674-4527/19/11/156
发表时间:2019-11
期刊:RAA
影响因子:--
作者:Gan Weiqun
通讯作者:Gan Weiqun
“夸父一号”ASO-S硬X射线成像仪的太阳X射线暴观测和理论研究
- 批准号:12333010
- 项目类别:重点项目
- 资助金额:239万元
- 批准年份:2023
- 负责人:苏杨
- 依托单位:
国内基金
海外基金
