基于核嶺回歸方法的恒星大氣物理參數(shù)的自動(dòng)測量

李航飛，屠良平，胡煜寒，劉 昊，趙 健

遼寧科技大學(xué)理學(xué)院, 遼寧 鞍山 114051

引 言

在天文學(xué)研究中，各類天體對(duì)應(yīng)的物理參數(shù)對(duì)于研究天體的形成、結(jié)構(gòu)以及演化具有極其重要的作用。 要想精確的測量天體的某一個(gè)物理參數(shù)如質(zhì)量、大小及年齡，科學(xué)家往往要基于幾十個(gè)精細(xì)物理系統(tǒng)來觀測分析得到。 但在面對(duì)大型巡天計(jì)劃如我國大科學(xué)工程LAMOST項(xiàng)目[1]時(shí)，這種方式就不適用了，在大樣本統(tǒng)計(jì)天文學(xué)中，科學(xué)家也可以容忍精度稍低但計(jì)算效率更高的方法。 LAMOST這類項(xiàng)目可以獲取數(shù)百萬甚至上千萬的天體光譜，這些數(shù)據(jù)為我國天文學(xué)家研究銀河系和星系的形成與演化，提供了有力的基礎(chǔ)性數(shù)據(jù)，也為許多天文學(xué)研究取得重大突破奠定了基礎(chǔ)[2]。 而利用光譜數(shù)據(jù)研究快速高效的算法來測量天體目標(biāo)的物理參數(shù)顯然具有重要意義和價(jià)值。

基于LAMOST光譜數(shù)據(jù)，本文主要研究其中一類天體——恒星大氣物理參數(shù)的自動(dòng)測量。 恒星大氣物理參數(shù)主要包含有效溫度(Teff)，金屬豐度([Fe/H])，表面重力(Logg)。 這一課題吸引了一些學(xué)者進(jìn)行了相關(guān)算法方面的研究，如王杰[3]等提出了線指數(shù)方法，即通過選擇最佳的線指數(shù)來建立回歸模型，進(jìn)而進(jìn)行回歸預(yù)測。 潘儒揚(yáng)[4]等提出的深度學(xué)習(xí)方法，也被應(yīng)用在恒星大氣物理參數(shù)測量方面，他指出深度學(xué)習(xí)在處理非線性數(shù)據(jù)的時(shí)候表現(xiàn)出比較好的特性。 Yang[5]等采用反饋型神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法進(jìn)行參數(shù)測量，通過采用自編碼進(jìn)行特征提取，之后建立模型進(jìn)行參數(shù)測量。……