如何精确连接基于甚长基线干涉测量技术（Very Long Baseline Interferometry，VLBI)观测的国际射电天球参考架（International Celestial Reference Frame , ICRF）和Gaia光学天球参考架（Gaia Celestial Reference Frame , GCRF)，是新一代天体测量卫星Gaia时代最亟待解决的问题之一。射电星是观测到连续谱射电辐射的恒星或恒星状的天体，角径小于1角秒，它既可以通过VLBI观测获得其射电波段高精度天体测量参数，通常又有Gaia的光学波段高精度天体测量结果，所以射电星成为连接ICRF和GCRF的关键“桥梁”天体。但是目前具有高精度VLBI天体测量结果的射电星数目还比较少，在天球上的空间分布也很不均匀，所以急需利用VLBI观测更多的射电星，来提高ICRF和GCRF的连接精度。
近日，中科院新疆天文台崔朗研究员牵头的国际合作小组利用欧洲VLBI网（European VLBI Network, EVN）、中国VLBI网（Chinese VLBI Network, CVN）联合新西兰Warkworth 30米射电望远镜，对射电星AR Sco实施了多历元VLBI相位参考观测，成功测量了该射电星的高精度三角视差和自行，测量精度都在1%以内。该结果已在英国《皇家天文学会月刊》（Monthly Notices of the Royal Astronomical Society，MNRAS）上正式发表。
射电星AR Sco是目前发现的唯一一例射电脉冲白矮星双星系统，由一颗高速旋转的磁白矮星和一颗光谱型为M5的主序星伴星组成。观测显示其具有很宽的能谱分布，从射电到X射线波段均有辐射，且在射电、红外、光学及紫外波段都存在脉冲信号。对AR Sco开展高精度VLBI天体测量研究，不仅可以增加ICRF和GCRF连接的样本点，还能更好的限制其射电辐射区尺度等物理参数，对理解这一稀缺天体类型的辐射机制、演化过程等都具有重要意义。
AR Sco的射电辐射很弱，其赤纬也很低（约-23度），利用北半球VLBI网对其实施高精度天体测量观测的难度很大。研究人员采用了二级相位参考的办法，利用一个距离AR Sco只有12角分的致密河外参考源作为“接力”，很好地解决了AR Sco的相位校准难题，成功地探测到了其致密射电辐射区（见图1），给出了其高精度的视差和自行测量结果（见图2），并推断观测到的AR Sco致密射电辐射区很可能局限在其磁白矮星光速圆柱半径内。
该工作得到了国内外同行的高度评价，论文合作者、瑞典Onsala天文台的杨军博士和中科院上海天文台的张波研究员认为，这是对AR Sco在射电波段独立的天体测量结果，跟Gaia在光学波段的测量结果吻合的很好，是对Gaia测量结果的独立验证。此外，这项工作是利用中国VLBI网（CVN）开展高精度VLBI天体测量观测研究的积极尝试，事实证明CVN已具备开展国际一流VLBI天体测量研究的条件和能力。
据悉，未来中国天眼FAST和在建的新疆110米射电望远镜等设备加入，将极大地提升CVN观测灵敏度，有望在高精度VLBI天体物理和天体测量的诸多前沿科学问题上发挥国际引领作用。
该研究工作得到了中国科学院西部青年学者项目和NSFC天文联合基金重点项目的资助。
论文链接：https://academic.oup.com/mnras/article/520/2/2942/7010763
图1. AR Sco致密辐射区的EVN (5 GHz)图像（上）和CVN+Wa (8.6 GHz)图像（下）。
图2. 基于EVN和CVN+Wa多历元相位参考观测的AR Sco天体测量拟合示意图。上图是Bootstrap方法下减去自行后的赤经、赤纬变化图，下图是视差和自行的概率分布函数图。
