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name: astropy description: "Astropy 是天文学核心 Python 包，为天文研究和数据分析提供基础功能。" license: BSD-3-Clause license metadata: skill-author: K-Dense Inc. risk: unknown source: "https://github.com/astropy/astropy"

Astropy

概述

Astropy 是天文学核心 Python 包，为天文研究和数据分析提供基础功能。使用 astropy 进行坐标变换、单位和物理量计算、FITS 文件操作、宇宙学计算、精确时间处理、表格数据操作和天文图像处理。

何时使用此技能

当任务涉及以下内容时使用 astropy：

• 在天球坐标系之间转换（ICRS、银道坐标、FK5、AltAz 等）
• 处理物理单位和物理量（将 Jy 转换为 mJy、秒差距转换为 km 等）
• 读取、写入或操作 FITS 文件（图像或表格）
• 宇宙学计算（光度距离、回溯时间、哈勃参数）
• 使用不同时间标度（UTC、TAI、TT、TDB）和格式（JD、MJD、ISO）进行精确时间处理
• 表格操作（读取星表、交叉匹配、过滤、连接）
• 像素坐标和世界坐标之间的 WCS 变换
• 天文常数和计算

快速开始

import astropy.units as u
from astropy.coordinates import SkyCoord
from astropy.time import Time
from astropy.io import fits
from astropy.table import Table
from astropy.cosmology import Planck18

# 单位和物理量
distance = 100 * u.pc
distance_km = distance.to(u.km)

# 坐标
coord = SkyCoord(ra=10.5*u.degree, dec=41.2*u.degree, frame='icrs')
coord_galactic = coord.galactic

# 时间
t = Time('2023-01-15 12:30:00')
jd = t.jd  # 儒略日

# FITS 文件
data = fits.getdata('image.fits')
header = fits.getheader('image.fits')

# 表格
table = Table.read('catalog.fits')

# 宇宙学
d_L = Planck18.luminosity_distance(z=1.0)

核心功能

1. 单位和物理量（astropy.units）

处理带单位的物理量，执行单位转换，确保计算中的量纲一致性。

关键操作：

• 通过将数值与单位相乘创建物理量
• 使用 .to() 方法在单位之间转换
• 执行带自动单位处理的算术运算
• 使用等价关系进行领域特定转换（光谱、多普勒、视差）
• 处理对数单位（星等、分贝）

参见： references/units.md 获取完整文档、单位系统、等价关系、性能优化和单位算术。

2. 坐标系统（astropy.coordinates）

表示天体位置并在不同坐标框架之间转换。

关键操作：

• 使用 SkyCoord 在任何框架中创建坐标（ICRS、银道坐标、FK5、AltAz 等）
• 在坐标系统之间转换
• 计算角距离和位置角
• 将坐标与星表匹配
• 包含距离以进行三维坐标操作
• 处理自行和径向速度
• 从在线数据库查询命名天体

参见： references/coordinates.md 获取详细的坐标框架描述、变换、观测者相关框架（AltAz）、星表匹配和性能提示。

3. 宇宙学计算（astropy.cosmology）

使用标准宇宙学模型执行宇宙学计算。

关键操作：

• 使用内置宇宙学模型（Planck18、WMAP9 等）
• 创建自定义宇宙学模型
• 计算距离（光度距离、共动距离、角直径距离）
• 计算年龄和回溯时间
• 确定任意红移处的哈勃参数
• 计算密度参数和体积
• 执行逆计算（根据给定距离求红移）

参见： references/cosmology.md 获取可用模型、距离计算、时间计算、密度参数和中微子效应。

4. FITS 文件处理（astropy.io.fits）

读取、写入和操作 FITS（灵活图像传输系统）文件。

关键操作：

• 使用上下文管理器打开 FITS 文件
• 按索引或名称访问 HDU（头数据单元）
• 读取和修改头信息（关键字、注释、历史）
• 处理图像数据（NumPy 数组）
• 处理表格数据（二进制表和 ASCII 表）
• 创建新的 FITS 文件（单扩展或多扩展）
• 对大文件使用内存映射
• 访问远程 FITS 文件（S3、HTTP）

参见： references/fits.md 获取完整的文件操作、头信息操作、图像和表格处理、多扩展文件和性能注意事项。

5. 表格操作（astropy.table）

处理支持单位、元数据和多种文件格式的表格数据。

关键操作：

• 从数组、列表或字典创建表格
• 以多种格式读写表格（FITS、CSV、HDF5、VOTable）
• 访问和修改列和行
• 排序、过滤和索引表格
• 执行数据库风格的操作（连接、分组、聚合）
• 堆叠和连接表格