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人工智能辅助反演(AIAI)合成 Ia 型超新星光谱

高能天体物理现象 2020-09-09 v2

摘要

我们生成了约 100,000 个 Ia 型超新星(SNIa)的模型光谱,构成用于构建理论模型的人工智能辅助反演(AIAI)算法的光谱库。作为首次尝试,我们将研究限制在 BB 波段极大附近,并使用 TARDIS 代码计算了 2000 - 10000 A˚{\rm \AA} 宽波长覆盖的理论光谱。基于理论计算光谱库,我们构建了带有多残差卷积神经网络(MRNN)的 AIAI 算法,以提取不同离子物种对理论光谱中严重混合的光谱轮廓的贡献。发现 AIAI 在区分由耦合原子跃迁引起的光谱模式方面非常强大,并能够定量测量不同离子物种的贡献。通过将 AIAI 算法应用于一组观测良好的 SNIa 光谱,我们证明该模型可对这类 SNIa 的化学结构给出强约束。利用从 AIAI 推导出的化学结构,我们成功重构了观测数据,从而确认了方法的有效性。我们表明 SNIa 的光变曲线下降率与抛射物中光球层上方 56^{56}Ni 的量相关。我们探测到 56^{56}Ni 质量随时间的明显下降,可归因于其放射性衰变。我们的代码与模型光谱发布于网站 \href{https://github.com/GeronimoChen/AIAI-Supernova}{https://github.com/GeronimoChen/AIAI-Supernova}。

关键词

引用

@article{arxiv.1911.05209,
  title  = {Artificial Intelligence Assisted Inversion (AIAI) of Synthetic Type Ia Supernova Spectra},
  author = {Xingzhuo Chen and Lei Hu and Lifan Wang},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1911.05209},
  year   = {2020}
}

备注

49 pages, 31 figures