射电干涉数据自动化处理管线程序SAND与VLBI监测数据挖掘

We present our implementation of an automated VLBI data reduction pipeline – SAND, which is dedicated to interferometric data imaging and analysis. The pipeline can handle massive VLBI data efficiently which makes it an appropriate tool to investigate multi-epoch multiband VLBI data. Compared to traditional manual data reduction, our pipeline provides more objective results since less human interference is involved. Source extraction is done in the image plane, while deconvolution and model fitting are done in both the image plane and the uv plane for parallel comparison. The output from the pipeline includes catalogues of CLEANed images and reconstructed models, polarization maps, proper motion estimates, core light curves and multiband spectra. We have developed a regression STRIP algorithm to automatically detect linear or non-linear patterns in the jet component trajectories. This algorithm offers an objective method to match jet components at different epochs and determine their proper motions. For multiband data sets, we have made a post-processor to cross-correlate the light curves of different bands and evaluate the spectral indices for different time slots. We plan to reduce and analyse the 4-band data currently collected from several VLBI monitoring programmes with our pipeline, to obtain the observable constraints on current accretion disk - jet model of QSOs. Meanwhile, we are going to improve the relevant algorithms in our pipeline through data reduction practices, and extend its application to interferometric arrays with shorter baselines and real-time correlation, like e-MERLIN and LOFAR, through international collaborations..

我们实现了一套致力于射电干涉度数据成图与分析的自动化VLBI数据处理管线程序-SAND。它可以高效地应对海量VLBI观测数据，是挖掘多历元多波段VLBI观测数据的合适工具。与传统手动数据处理相比，我们的管线程序由于涉及更少的人工干预，其处理的结果也相对更加客观。源的提取在像平面，而反卷积和模型拟合同时在像平面和uv平面上进行以便于平行比对。我们的管线程序的输出包括编目的洁图和重建模型、偏振图、本动估计、核心光变曲线以及多波段能谱等。我们还发展一种回归STRIP算法可以自动的甄别线性和非线性的本动轨迹模式。这个算法提供了一个客观的方法来对应不同历元喷流分量并测定其本动。对于多波段数据，我们有后处理程序来进行不同波段光变曲线的交叉相关以及估算不同时段的能谱指数。我们计划使用我们的管线程序对从不同VLBI监测项目中获得的现有四个波段的数据进行处理和分析，以得到对当前类星体吸积盘-黑洞模型的观测量约束。同时，我们在数据处理实践的过程中进一步改进我们管线程序中相应的算法，并通过国际合作扩展其应用到e-MERLIN和LOFAR等较短基线的实时相关干涉阵列。.

射电干涉数据处理的自动化对于广泛和深度挖掘日益积累的海量VLBI观测数据非常必要。我们开发的射电干涉度数据成图与分析的自动化VLBI数据处理管线程序SAND可以高效地处理多历元多波段VLBI观测数据，能够客观、可重复、可交叉检验地对观测量进行提取，实现了对包括编目的洁图和重建模型、偏振图、线性和非线性自行轨迹模式、核心光变曲线以及多波段能谱等观测量的一揽子输出。通过对RDV、MOJAVE和VLBA-Boston等异构多波段、多历元数据的多维参量相关性分析，我们发现了射电源的高分辨率观测量在时域、空间域和能量域具有相关性，这种相关性作为导出观测量可以用来约束喷流的进动模型。同时，我们对于射电干涉数据处理中的反卷积算法进行了研究，分别从循环增益、多尺度核、宽视场成图、超解析神经网络等方面对算法进行了改进，并对干涉阵组网进行了调研。其中，我们着重对超大质量双黑洞候选者类星体OJ287进行了15GHz多历元VLBI监测观测量相关性分析研究，发现利用进动模型可以很好解释探测到的相关性，同时发现相关性分析可以探测到观测量的共同调制周期，从而对双黑洞模型可以进行甄别。这有助于我们对类星体黑洞-吸积盘-喷流共同演化模型的进一步深入了解。另外，我们利用8GHz全球VLBI观测对强引力透镜B1152的双像中的喷流分量进行了解析，获得了对透镜模型的强位置约束，结合哈勃空间望远镜的光学观测，首次发现了伴随星系的对背景源的直接二次像。从而，确定了伴随星系透镜子结构宏模型研究中的重要角色，驳斥了近来引力透镜研究中倾向于添加局部子结构微模型的方法。