天体物理学 > 宇宙学与非星系天体物理学
[提交于 2024年6月6日
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标题: 迈向精确的光度Ia型超新星宇宙学的机器学习
标题: Towards Precision Photometric Type Ia Supernova Cosmology with Machine Learning
摘要: 1999年,通过仅42个Ia型超新星(SNe Ia)的革命性发现,发现了暗能量和宇宙加速膨胀。 自那时以来,大型时域调查,例如暗能量调查(DES),已经观测到了更多数千个SNe Ia,而即将进行的鲁宾遗产空间与时间调查(LSST)和罗曼空间望远镜预计将在未来十年内提供数百万个。 这种前所未有的数据量可用于测试共识宇宙学。 然而,对于如此大规模的数据集,提取具有准确红移的纯SNe Ia样本将是一个挑战。 对于绝大多数发现的天体,光谱分类将不可行,只有25%的天体会有光谱红移。 本论文提出了一系列观测和方法研究,旨在解决这一新时代光度SNe Ia宇宙学相关的问题。 首先,我们提出了一种用于SNe光度分类的机器学习(ML)方法,SCONE。 光度分类使没有光谱信息的SNe能够被分类,这是宇宙学分析中的关键步骤。 SCONE在区分模拟的SNe Ia和非Ia SNe方面实现了99%以上的准确率,并且是DES、LSST和罗曼分析流程的一部分。 我们还表明,SCONE可以在初始发现的夜晚对6种SN类型进行75%准确率的分类,这与文献中全相位SNe的结果相当。 接下来,我们研究了当前估计SNe Ia红移的方法,并提出了一种基于SNe光度的ML替代方法,以提取红移信息。 Photo-zSNthesis是一种不依赖宿主星系的红移估计器,在LSST的红移范围内准确度达到2%,这是文献中的首次。 最后,我们关注ML的鲁棒性,并展示了一种提高鲁棒性的通用方法,在天文物体分类、野生动物识别和肿瘤检测方面达到了新的最先进的结果。
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