基于 t 分布随机邻域嵌入的高分辨率太阳 Hα 光谱分类
太阳与恒星天体物理
2021-03-17 v1 天体物理仪器与方法
摘要
Hα 谱线是一条被充分研究的吸收线，揭示了高度结构化且动态的太阳色球层的性质。Hα 中具有明显光谱特征的典型特征包括暗条与日珥、亮活动区谱斑、黑子周围的超半影、喷流、耀斑、Ellerman 炸弹、细链以及斑点和蔷薇状结构等。本研究基于在西班牙特内里费岛 Teide 天文台（ODT）的真空塔望远镜（VTT）上以阶梯光栅光谱仪获取的高光谱分辨率 Hα 光谱。t 分布随机邻域嵌入（t-SNE）是一种用于非线性降维的机器学习算法。在此应用中，它将 Hα 光谱投影到二维图上，从而可根据云模型（CM）反演结果对光谱分类。CM 参数光深、多普勒宽度、视线速度与源函数描述了云物质的性质。t-SNE 的初步结果表明其具有强判别力，可将宁静太阳与谱斑轮廓同适于 CM 反演的轮廓分离开。此外，我们详细研究了各类 t-SNE 参数，评估了视宁度条件对分类的影响，比较了各类输入数据的结果，并将所识别的簇联系到色球特征。尽管 t-SNE 被证明在聚类高维数据上高效，但每一步均需人工推断以解释结果。本探索性研究提供了如何针对特定光谱数据与科学问题定制分类方案的框架与思路。
引用
@article{arxiv.2011.13214,
title = {Classification of High-resolution Solar H{\alpha} Spectra using t-distributed Stochastic Neighbor Embedding},
author = {Meetu Verma and Gal Matijevič and Carsten Denker and Andrea Diercke and Ekaterina Dineva and Horst Balthasar and Robert Kamlah and Ioannis Kontogiannis and Christoph Kuckein and Partha S. Pal},
journal= {arXiv preprint arXiv:2011.13214},
year = {2021}
}
备注
16 pages, 14 figures, Accepted to be published in Astrophysical Journal