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天文数据中的黑天鹅

天体物理仪器与方法 2021-05-12 v1

摘要

天文学一直由缺乏先例的新现象发现所推动,其后常伴随解释其存在与性质的新理论。在现代大视场巡天以不断提高的精度与采样率覆盖天空的时代,这些偶然发现势将持续,近期例子包括博亚吉安星、快速射电暴与‘Oumuamua。据此,我们前瞻性地旨在为解释此类事件并提供对未来观测的指导建立统计框架,其基本前提是所论现象以某未知恒定速率λ\lambda随机重复。具体而言,我们推导了1)λ的后验分布,2)重复时间的后验分布,以及3)进一步观测相对于首次事件的收益-成本比。针对各项得到一些经验法则结果:1)λ < {0.7, 2.3, 4.6}\,t_1^{-1} 对应{50, 90, 95}%置信度(其中t1=t_1=获得首次探测的时间),2)重复时间t2<1,9,99t1t_2 < {1, 9, 99}\,t_1对应{50, 90, 95}%置信度,若至时间t2t_2仍未重复则给出pp1/[1+(t2/t1)]1/[1+(t_2/t_1)],以及3)在对天体内在科学价值的不同假设下,对10t1\lesssim 10\,t_1的后续观测预期具有科学价值。我们将这些方法应用于突破聆听候选1号信号与TESS观测到的潮汐瓦解事件。

关键词

引用

@article{arxiv.2104.07693,
  title  = {Black Swans in Astronomical Data},
  author = {David Kipping},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2104.07693},
  year   = {2021}
}

备注

Accepted to MNRAS