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紫金山天文臺在弱引力透鏡精確測量研究中獲進(jìn)展 在實(shí)際觀測中，觀測到的星系圖像受到其他各種因素影響，其中，點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)（PSF）是影響弱透鏡信號測量精度的最大干擾因素之一，而弱引力透鏡信號是比較微弱的一種信號，多隱藏在噪音之下，對PSF的測量精度直接影響弱引力透鏡信號精確測量。因此，提高PSF測量精度成為弱引力透鏡研究追求的目標(biāo)。 中國科學(xué)院紫金山天文臺提出了新的PSF測量方法——光滑基函數(shù)主成分分析法（SPCA/iSPCA）。該方法改進(jìn)傳統(tǒng)的PSF測量方法——期望最大化主成分分析（EMPCA），引入一組光滑的基函數(shù)以擬合各階主成分，而后線性組合，從而獲得了關(guān)于PSF的光滑的主成分構(gòu)建，解決了在傳統(tǒng)PCA或EMPCA方法中對背景噪聲的過擬合問題。改進(jìn)的iSPCA方法避免了在傳統(tǒng)PCA方法中對恒星圖像做中心對齊，避免了插值算法可能引入的潛在問題。該方法實(shí)現(xiàn)了比傳統(tǒng)方法更高精度的PSF測量，改善了弱引力透鏡信號的提取。相關(guān)成果在線發(fā)表在《皇家天文學(xué)會(huì)月報(bào)》上。  圖1.分別利用EMPCA和SPCA方法對不同信噪比的恒星圖像求解得到的主成分，可明顯看到右側(cè)SPCA方法構(gòu)建的PSF更加光滑，避免了EMPCA的過擬合（EMPCA擬合了更多噪音）。  圖2.利用新方法和傳統(tǒng)PSF插值方法得到的PSF橢率以及大小的結(jié)果。左圖是根據(jù)傳統(tǒng)插值方法得到的結(jié)果，中間是新方法得到的結(jié)果，右側(cè)圖是兩種方法結(jié)果的差異，差異基本在1%以內(nèi)，說明基于多次曝光的星系圖像可以為PSF帶來有效的限制。 之后，科研人員基于SPCA方法創(chuàng)新性地提出了一種利用多次曝光的星系圖像來限制PSF的新方法。PSF一般是由測量點(diǎn)源（如恒星）獲得，而新方法可利用多次曝光的展源圖像（如星系圖像）來進(jìn)一步限制PSF。該方法有望為傳統(tǒng)PSF的插值方法提供額外的補(bǔ)充，為PSF插值提供更好的限制。相關(guān)成果在線發(fā)表在《皇家天文學(xué)會(huì)月報(bào)》上。 研究工作得到國家自然科學(xué)基金和國家基礎(chǔ)學(xué)科公共科學(xué)數(shù)據(jù)中心——宇宙學(xué)數(shù)值模擬數(shù)據(jù)庫（CSD）項(xiàng)目的支持。 論文鏈接：1. https://academic.oup.com/mnras/article/503/3/4436/6169718 2. https://academic.oup.com/mnras/article/508/3/3785/6381723 關(guān)鍵詞： 引力透鏡
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