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利用摊销神经后验估计加速贝叶斯 SED 建模

星系天体物理 2022-10-26 v1 宇宙学与河外天体物理 机器学习

摘要

最先进的谱能量分布(SED)分析使用贝叶斯框架从观测测光或光谱推断星系物理性质。它们需要从高维 SED 模型参数空间中采样,每个星系耗时 >10100>10-100 CPU 小时,这使得分析即将到来的星系巡天(e.g.e.g. DESI、PFS、Rubin、Webb 和 Roman)将观测到的数十亿星系在实践中不可行。本工作中,我们提出一种可扩展的严格贝叶斯推断替代方法,使用摊销神经后验估计(ANPE)。ANPE 是一种基于模拟的推断方法,采用神经网络在全观测范围内估计后验概率分布。一旦训练完成,估计后验无需额外模型评估。我们提出并公开发布 SEDflow{\rm SED}{flow},一种 ANPE 方法,用于从光学测光产生近期 Hahn 等人(2022)SED 模型的后验。SEDflow{\rm SED}{flow} 每星系约需 1{\sim}1 second per galaxysecond~per~galaxy 获得 12 个模型参数的后验分布,全部与传统马尔可夫链蒙特卡洛采样结果高度一致。我们还将 SEDflow{\rm SED}{flow} 应用于 NASA-Sloan 图谱中的 33,884 个星系并公开其后验:见 https://changhoonhahn.github.io/SEDflow。

关键词

引用

@article{arxiv.2203.07391,
  title  = {Accelerated Bayesian SED Modeling using Amortized Neural Posterior Estimation},
  author = {ChangHoon Hahn and Peter Melchior},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2203.07391},
  year   = {2022}
}

备注

21 pages, 5 figures; submitted to ApJ; code available at https://changhoonhahn.github.io/SEDflow