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新一代大规模光谱巡天项目产生了近千万条低分辨率恒星光谱,基于这些光谱数据,介绍一种名为The Cannon的机器学习方法。该方法完全基于已知恒星大气参数(有效温度、表面重力加速度和金属丰度等)的光谱数据,通过数据驱动来构建特征向量,建立光谱流量特征和恒星参数的函数对应关系,进而应用到观测光谱数据中,实现对恒星光谱的大气参数求解。The Cannon的主要优势为不直接基于任何恒星物理模型,适用性更广;由于使用了全谱信息,即便对于低信噪比光谱也能得到较高可信度的参数结果,该算法在大规模恒星光谱的数据处理和参数求解方面具有明显的优势。此外,还利用The Cannon得到LAMOST光谱数据中K巨星和M巨星的恒星参数。 相似文献
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恒星的观测谱一般由连续谱、谱线和噪声组成,其中连续谱是黑体辐射导致的辐射流量随波长变化的光滑连续光谱。光谱分类及恒星物理参数估计等研究依赖于连续谱及谱线信息的准确提取。因此光谱数据处理的工作主要是拟合连续谱,并通过对光谱进行归一化来提取谱线特征。连续谱拟合的方法主要有多项式拟合、中值滤波、小波滤波等。已有的方法在低信噪比、宇宙线信号干扰、存在发射线等情况下,有不同程度的局限性,体现在鲁棒性和准确度上。目前,针对郭守敬望远镜的10~7条光谱没有自动化方法应用到归一化上的问题,研究并开发一种适用于不同的温度、信噪比及波长覆盖范围,并能够自动化处理的恒星光谱归一化方法,显得十分迫切。在仔细分析不同类型光谱的基础上,提出了一种基于固定窗口划分的连续谱拟合方法。该方法对光谱中能够体现连续谱特征的数据点进行筛选提取,通过细微地控制样条函数平滑度产生更加准确的连续谱。使用郭守敬望远镜中不同光谱型、温度范围、波长覆盖范围的光谱进行实验,结果表明,该方法具有良好的精度和普适性。 相似文献
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星系的恒星视向速度分布是星系动力学模型的重要观测约束,其特征参数包括速度弥散度、分布轮廓以及红移。这些参数对研究星系的动力学、结构和演化以及中央黑洞的质量等都具有重要的价值。该文全面总结了从星系光谱归算星系的恒星视向速度分布及其弥散度的各种方法,以及对观测和处理的一些要求。这些方法都假设星系谱线可看作是模板星光谱经多普勒位移并加宽后的线性叠加。提取尽可能多的星系内部恒星运动信息、减少模板星失配的影响、简化误差分析,是这些方法追求的目标。 相似文献
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星系中心黑洞质量和核球恒星速度弥散度的紧密关系揭示出准确测量恒星速度弥散度对测定星系中心黑洞质量尤为重要.文中提供了一种利用SDSS(Sloan Digital SkySurvey)光谱测定速度弥散度及其不确定性的方法.通过对像素空间包含显著特征吸收线的4个不同谱区的拟合,得到准确测量恒星速度弥散度σ的光谱区域.文中4个拟合波段主要包含的吸收线为CaⅡK,MgⅠb三重线(波长5167.5,5172.7,5183.6(?))和CaT(CaⅡ三重线,波长8498.0,8542.1,8662.1(?)).不同区域结果表明,MgⅠb区由于受到铁族发射线影响,拟合的σ值偏低;CaⅡK线区谱线强度很弱,易受限于最小二乘法搜索算法;CaT+CaⅡK联合区得出的速度弥散度和只计算CaT区域的结果相当.利用该方法,测试了一个红移小于0.05的赛弗特星系样本,发现CaT区是测速度弥散度的最佳谱区. 相似文献
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恒星光谱分类是天文学中一个重要的研究问题.对于已经采集到的海量高维恒星光谱数据的分类,采用模式匹配方法对光谱型分类较为成功,但其缺点在于标准恒星模版之间的差异性在匹配实际观测数据中不能体现出来,尤其是当需要进行光谱型和光度型的二元分类时模版匹配法往往会失败.而采用谱线特征测量的光度型分类强烈地依赖谱线拟合的准确性.为了解决二元分类的问题,介绍了一种基于卷积神经网络的恒星光谱型和光度型分类模型(Classification model of Stellar Spectral type and Luminosity type based on Convolution Neural Network, CSSL CNN).这一模型使用卷积神经网络来提取光谱的特征,通过注意力模块学习到了重要的光谱特征,借助池化操作降低了光谱的维度并压缩了模型参数的数量,使用全连接层来学习特征并对恒星光谱进行分类.实验中使用了大天区面积多目标光纤光谱天文望远镜(Large Sky Area Multi-Object Fiber Spectroscopy Telescope, LAMOST)公开数据集Data Release 5 (DR5,用了其中71282条恒星光谱数据,每条光谱包含了3000多维的特征)对该模型的性能进行验证与评估.实验结果表明,基于卷积神经网络的模型在恒星的光谱型分类上准确率达到92.04%,而基于深度神经网络的模型(Celestial bodies Spectral Classification Model, CSC Model)只有87.54%的准确率; CSSL CNN在恒星的光谱型和光度型二元分类上准确率达到83.91%,而模式匹配方法MKCLASS仅有38.38%的准确率且效率较低. 相似文献
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《天文研究与技术》2020,(3)
大天区面积多目标光纤光谱天文望远镜(Large Sky Area Multi-Object Fiber Spectroscopy Telescope, LAMOST,又叫郭守镜望远镜)巡天项目提供了海量恒星光谱数据,DR5数据集中包含大量A型星谱线指数和有效温度的信息。机器学习算法可以发掘数据底层相互关系的神经网络模型,已广泛应用于多个学科。通过使用DR5数据集中的A型星19种谱线指数和有效温度,通过主成分分析法给出了每种谱线指数占整个数据信息的百分比,并以此为基础,选取与有效温度关系最紧密的12种谱线指数,利用有效温度误差小于100 K的数据训练得到有效温度的神经网络回归模型。模型在测试数据集上整体表现较好,程序给出的决定系数R~2为0.904,平均绝对误差为58.38 K。对比相关研究的模型,测量准确度有了明显提升。此外,通过建立模型,对有效温度误差大于100 K的原始数据重新进行测量,得到的有效温度绝对误差的平均值有了明显下降;同时DR5数据集中A5型恒星数据缺少有效温度参数,通过模型的测量,对这一部分数据进行了补充。 相似文献
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本文给出了３９个不同类型的恒星脉泽源的近红外测光结果，以所获的的Ｊ、Ｈ、Ｋ波段流量密度，结合ＩＲＡＳ分光测量数据及低分辨光谱指数等资料，得出了各类源在不同波段的双色图上的分布特点，计算了光谱斜率和红外光度，同时从红外及射电辐射得出了中心星质量损失率及质量损失历经时间，并对不同源的各类参数进行了比较分析，结果表明随着在ＡＧＢ上的演化，中心星质量损失率不断增加，脉泽源的红外特性和包层结构呈系统变化，进 相似文献
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恒星形成区是研究恒星形成物理过程最重要的天体物理实验室. 猎户座分子云团是研究各种质量恒星形成和相关年轻恒星性质的一个著名天区. 通过对恒星形成区的光学光谱分析, 可以获取其内部热电离气体的运动学和化学性质. 基于国家大科学装置郭守敬望远镜(LAMOST)的光谱观测数据, 从LAMOST I期光谱巡天数据中筛选出8个指向猎户座分子云团的观测面板, 获取了1300多条针对猎户座分子云团内弥散电离介质的有效光谱. 选取不受星际介质污染的背景天光光谱构建超级天光, 对这些光谱数据做减天光处理, 并进一步测量其发射线性质，包括Ha、N Ⅱ] λ 6584、[S Ⅱ]λλ 6717和6731等发射线的中心波长和积分流量等.最后给出猎户座分子云团内弥散电离介质的视向速度和线强度比分布情况. 相似文献
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近年来红外望远镜的发展使得研究人员可以利用红外光谱数据探测到H_2的旋转谱线。这些谱线来源于"温"的分子气体。首先介绍关于H_2辐射的研究现状以及目前的研究热点,然后着重讨论在中红外波段观测到的H_2辐射与恒星形成以及与总分子气体质量之间的关系。对使用不同方法和不同数据的工作进行数据和方法的交叉检验后发现:在恒星形成星系中,H_2在中红外波段的辐射与恒星形成相关,而在活动星系核中是由激波激发,与恒星形成无关;另外,星系中的总分子气体质量可由H_2在中红外波段的辐射通过建模推出。从不同类型的星系推出的总分子气体质量与H_2辐射的相关性不明显,但总分子气体表面密度与H_2辐射有一定的相关性。从几个方面对这一结果进行解释。最后,对全文进行了总结并对未来的研究做出展望。 相似文献
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双星轨道拟合是天文学的一项基础性研究工作。其主要目的是给出双星系统的二体轨道参数,这些参数不仅是高精度、高网格密度星表参考架的必要组成部分,而且也为理解各种有关观测现象提供了必要的动力学基础;更重要的是,双星轨道拟合可以直接估计恒星物理和星系天文学等领域极有应用价值的恒星质量参数。因此,长期以来双星轨道拟合工作一直受到研究者的广泛关注。近年来,随着高精度的恒星运动学观测资料的大量积累,双星轨道拟合更成为天体测量和天体力学的一个共同的热点课题,有关研究也有了长足的进展。综述了双星轨道拟合的历史及现状,其中着重介绍了目前所用的主要观测资料和各种具体的拟合模型、拟合方法;简要描述了几种主要的双星星表;展望了今后双星轨道拟合工作的发展趋势。 相似文献
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《天文学进展》2017,(1)
极亮红外星系(ULIRGs)是指红外(IR,8~1000μm)光度L_(IR)10~(12)L_⊙的一类星系。研究表明,红移z≈2处极亮红外星系是大质量(M_*10~(11)M_⊙)、富尘埃和强恒星形成(大于100 M_⊙·a~(-1))的特殊星系。极亮红外星系可分成活动星系核起主导作用的源和恒星形成占主导的星系。恒星形成主导的源,中红外光谱有明显的多环芳香烃辐射;而活动星系核主导的星系,光谱呈现出幂律形式并有很强的硅线吸收。极亮红外星系的静止光学波段形态存在多样化,既有并合结构特征,又有椭圆形态。这类星系很可能是近邻大质量宁静星系的前身星系。介绍了红移z=2附近极亮红外星系的各种物理性质的研究进展,如形态和结构、光谱特征、成团性、尘埃分布和形成机制等,以及阐述了该领域未来的研究方向。 相似文献
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恒星大气物理参量的非参数估计方法 总被引：1，自引：0，他引：1
恒星大气物理参量（有效温度、表面重力、化学丰度）是导致恒星光谱差异的主要因素．恒星大气物理参量的自动测量是LAMOST等大规模巡天望远镜所产生的海量天体光谱数据自动处理中一个重要研究内容．针对测量大样本的恒星光谱数据估计每个恒星的大气物理参量，提出了一种基于变窗宽核函数的估计算法：变窗宽算法是对固定窗宽算法的改进，分为3个步骤：（1）将历史恒星光谱数据进行PCA处理，得到光谱的低维特征数据；（2）利用特征数据与其物理参数的对应关系，建立一种变窗宽的非参数估计模型；（3）利用该估计模型，直接计算待测恒星光谱的3个物理参量（有效温度、表面重力、金属丰度）．实验结果表明：该方法与固定窗宽估计模型以及在其他文献中报道的方法相比，具有较高的估计精度和鲁棒性． 相似文献
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使用小波技术自动搜寻天体谱线 总被引：2，自引：0，他引：2
使用小波技术对包括恒星、近邻星系和ＡＧＮ等不同的天体光谱进行了自动处理,用小波滤波的方法将光谱中的连续谱与谱线分离,然后使用小波域隐含马尔可夫模型（ＨＭＭ）,对已去掉连续谱的光谱进行降噪,同时得到了噪声在每个光谱中的分布;在训练ＨＭＭ的过程中,使用改进的Ｔｙｉｎｇ方法增加训练数据以保证训练的可靠性,利用噪声分布确定出谱线信号的局部阈值,在已经降噪的光谱中找到吸收线和发射线,用高斯函数拟合出谱线的形 相似文献
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双星轨道拟合是基本天文研究领域的重要内容,其给出的动力学质量、轨道参数具有重要的应用价值.前者是恒星系统动力学研究和恒星物理演化研究必不可少的参量,后者则对提高亮星星表参考架的参考星数密度具有重要意义.但是,该项研究此前普遍采用了一些近似,如切平面的变化与空间的透视效应均被忽略.对上百个含亮子星的双星系统而言,这些近似引起观测量计算的偏差已经超过了当前的观测误差(1 mas).我们以牛顿二体模型为基础,用严格的立体几何关系改进了观测量的计算方法,通过仿真和观测数据验证了方法改进的有效性.拟合的结果表明,模型参数的拟合值和子星的观测量预报均有显著的改进.因此,对于双星,尤其是太阳系邻近的远距双星,改进观测量计算方法是必须的. 相似文献
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银晕中天琴RR变星金属丰度的测定对于研究银河系晕的形成和演化具有重要的意义．在当前的技术条件下,高分辨光谱的方法难以测量银晕中较暗的天琴RR变星的金属丰度．高分辨光谱测定金属丰度的方法对恒星大气模型的依赖性较高,而恒星脉动引起的复杂大气状况对于建立正确的大气模型本身就是挑战．△S光谱方法、Caby测光方法和光变曲线的参数方法则弥补了高分辨光谱方法的不足,将能测量更远距离上的天琴RR变星的金属丰度．着重介绍了这3种方法发展的历史、具体的观测流程以及需要注意的问题。通过比较这3种方法的优劣,为实际观测时方法的选用提供借鉴。 相似文献