Deep Potential:从相空间快照恢复引力势
星系天体物理
2023-01-11 v1
摘要
银河系动力学领域的主要目标之一是恢复引力势场。绘制势场图将使我们能够确定整个银河系中物质(重子物质与暗物质)的空间分布。我们提出了一种基于极简物理假设、利用相空间恒星位置快照来确定引力场的新方法,该方法使用了深度学习领域近期开发的工具。我们首先在观测到的恒星六维相空间坐标样本上训练一个归一化流,获得分布函数的平滑、可微近似。然后利用无碰撞玻尔兹曼方程,我们求出使该分布函数平稳的引力势——由一个前馈神经网络表示。我们将此方法称为“Deep Potential”,它比先前的参数化方法更灵活,后者将受限类别的解析分布函数与势模型拟合到数据上。我们在模拟数据集上演示了 Deep Potential,并展示了其在各种非理想条件下的鲁棒性。Deep Potential 是一种有前景的方法,可利用 Gaia 和地基光谱巡天现在提供的恒星位置与运动学丰富数据集,来绘制银河系及其他恒星系统的密度图。
引用
@article{arxiv.2205.02244,
title = {Deep Potential: Recovering the gravitational potential from a snapshot of phase space},
author = {Gregory M. Green and Yuan-Sen Ting and Harshil Kamdar},
journal= {arXiv preprint arXiv:2205.02244},
year = {2023}
}
备注
21 pages, 13 figures. Much more detailed exposition of the method originally presented in the short conference workshop paper arXiv:2011.04673