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脈衝星和中子星/訪問和處理脈衝星資料集

來自華夏公益教科書,開放書籍,開放世界

現在許多脈衝星資料集可供公眾訪問。這些包括來自望遠鏡的原始資料檔案以及處理後的資料檔案。當然這些資料檔案可供一般使用,但請考慮以下問題

  • 對於來自射電望遠鏡的許多原始觀測,資料質量資訊已丟失。例如,在觀測過程中可能發生了一些問題,但沒有記錄在資料中。
  • 許多人花費了很長時間進行觀測。請確保,如果可能,您要表彰觀測者
  • 現代軟體包可能無法理解舊的資料格式
  • 您可能花費很長時間處理一些公共資料,然後發現有人在您之前發表了該工作。

與射電望遠鏡相關的dataset

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原始資料

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原始資料檔案是在觀測過程中由後端儀器產生的。它們通常需要某種形式的處理(如RFI 抑制或校準)。

帕克斯望遠鏡

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除了少數情況(由主任決定)外,帕克斯射電望遠鏡的資料在觀測後 18 個月內公開。2010 年初,ANDS-CSIRO-ATNF 脈衝星資料管理專案透過澳大利亞國家資料服務 (ANDS) 獲得資助,以建立脈衝星射電天文資料的檔案庫。該專案於 2011 年 3 月正式完成,但仍在繼續進行工作,以檢索舊資料集以納入檔案庫。當然,檔案庫還包括最近對望遠鏡的觀測。

資料以集合的形式儲存在檔案庫中。每個集合包含一個特定觀測專案一個學期的所有資料。例如,集合

P855-2013OCTS

包含 2013 年 10 月學期獲得的 P855 專案的所有資料。專案程式碼可以透過Opal 網站識別。以下專案具有普遍意義

專案程式碼 描述
P140 少數毫秒脈衝星的精確脈衝星計時(被帕克斯脈衝星計時陣列專案取代)
P262 早期針對年輕脈衝星的脈衝星計時程式
P282 在球狀星團 47 船帆座中計時和搜尋脈衝星
P417 間歇性脈衝星的研究
P455 雙脈衝星的計時
P456 帕克斯脈衝星計時陣列專案
P574 脈衝星計時和 GLAST/費米任務
P595 PULSE@Parkes 專案資料
P630 高時間解析度大學調查 (HTRU)

每次觀測都可以用多個後端儀器記錄。每個後端儀器可以為每次觀測記錄一個或多個檔案。即使每個後端都可以在其本機格式中生成檔案,但出於存檔目的,所有檔案都轉換為 PSRFITS 格式。副檔名定義了觀測型別

副檔名 含義
.cf 校準檔案
.sf 搜尋模式檔案
.rf 摺疊模式檔案
.FTp 已處理為在頻率、時間和極化方面求和的檔案

檔名中的第一個字元表示用於記錄資料的後端

初始字元 含義
a 帕克斯數字濾波器組系統 1 (PDFB1)
f 模擬濾波器組系統
n CPSR2 波段 1
m CPSR2 波段 2
r 帕克斯數字濾波器組系統 2 (PDFB2)
s 帕克斯數字濾波器組系統 3 (PDFB3)
t 帕克斯數字濾波器組系統 4 (PDFB4)
w 寬頻相關器

可以透過在CSIRO DAP 網站中搜索特定集合來下載整個資料集合(假設觀測不在禁運期內)。更常見的是,可以搜尋來自特定脈衝星或特定天空位置的觀測。目前資料透過網路工具下載。這限制了可以實際下載的資料量。

處理後的資料

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名稱和訪問 描述 來源
來自長波陣列的資料檔案 來自長波陣列的資料 Stovall 等人 (2015)
來自 Reardon 等人 (2015) 的 PPTA 脈衝星資料集 由 Reardon 等人 (2015) 發表的帕克斯脈衝星計時陣列資料集的處理。該集合包含脈衝星計時模型、到達時間和噪聲模型。 Reardon 等人 (2015)
Madison 等人的引力波記憶搜尋資料集 該集合包含為 Madison 等人產生的資料集。這篇論文描述了使用脈衝星計時陣列進行的多功能定向引力波搜尋,並利用了實際的帕克斯脈衝星計時陣列 (PPTA) 資料以及模擬資料集 Madison 等人 (2015)
NANOGrav 九年資料集 來自 NANOGrav 的 TEMPO 和 TEMPO2 相容計時資料集 Arzoumanian 等人 (2015)
PPTA 脈衝輪廓 使用帕克斯脈衝星計時陣列資料(如 DAP 中儲存的那樣)處理的脈衝輪廓。結果是 24 個毫秒脈衝星(在三個觀測頻段中)的高信噪比輪廓。 Dai 等人 (2015)
IPTA 資料挑戰 1 使用 IPTA 資料挑戰 1 模擬的脈衝星計時資料集 F. Jenet, M. Keith, KJ. Lee
帕克斯脈衝星計時陣列資料釋出 1 該集合包含來自帕克斯脈衝星計時陣列 (PPTA) 專案的資料。該專案利用了來自 CSIRO 帕克斯射電望遠鏡的射電脈衝星觀測。這裡提供的資料是 PPTA 專案的第一個資料釋出。它包含 20 個毫秒脈衝星的脈衝到達時間和計時模型。 Manchester 等人 (2013)
NANOGrav 5 年資料集 包含 TEMPO 和 TEMPO2 格式檔案的 NANOGrav 5 年脈衝星計時資料集 Demorest 等人 (2012)

來自空間望遠鏡的資料

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以下目錄對脈衝星天文學家來說很有意義

目錄 描述
ATNF 脈衝星目錄 所有已釋出脈衝星的引數
ATNF 故障目錄 故障資料庫
喬德雷爾班克故障目錄 故障資料庫

使用虛擬天文臺

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虛擬天文臺 (VO) 工具提供對許多天文學領域目錄和資料庫的訪問。到目前為止,脈衝星社群對 VO 的使用很少,但隨著新的大型資料集和目錄以及多波段研究專案的出現,這種情況可能會改變。資料和目錄由虛擬天文臺登錄檔提供。ATNF 釋出登錄檔提供了有關 Parkes 資料檔案的資訊。

表訪問協議 (TAP) 查詢

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假設我們想要識別 Parkes 資料檔案中所有可用的觀測結果,這些觀測結果也可以使用 FAST 望遠鏡進行觀測。FAST 望遠鏡的赤緯限制為 -16 度,因此我們需要識別赤緯更高的觀測結果。TOPCAT 實用程式非常適合此類查詢。下載並執行 TOPCAT 後,單擊 VO 選單欄並選擇“表訪問協議 (TAP) 查詢”。然後需要找到正確的資料庫——在關鍵字框中鍵入“ATNF pulsar”並單擊“提交查詢”。這將允許您識別 ATNF 釋出登錄檔。然後可以“輸入查詢”。目前,ADQL 可用作查詢語言。相關的 ADQL 查詢是

SELECT projid,filename,date_obs,ra_angle,dec_angle,collection_fedora_PID FROM observation WHERE dec_angle > -16 and PUBLISHED = 1

提交此查詢將返回...

使用虛擬機器和雲計算進行處理

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目前,世界各地的每個脈衝星小組都有自己的計算機系統,他們安裝各種軟體包,將感興趣的資料集複製到他們的磁碟,然後進行分析。因此,脈衝星天文學家最終會花費大量時間在資料傳輸、軟體安裝以及尋找資金購買更強大的機器上。

虛擬機器提供了一種方法,可以在其中預先安裝軟體包和管道,然後在任何系統上執行。例如,在 Linux 作業系統下執行脈衝星軟體包的虛擬機器可以在 Windows 筆記型電腦上執行。

也可以在其他地方執行的虛擬機器上執行管道和軟體。使用者甚至可能不知道這些計算機或資料在物理上位於何處。

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