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从 DES 到 HSC:利用迁移学习探测 Abell 194 星系团中的低表面亮度星系

星系天体物理 2025-03-20 v1

摘要

低表面亮度星系(LSBGs)对于理解星系演化和宇宙学模型至关重要。即将开展的大规模巡天预计将发现大量低表面亮度星系,这需要精确的自动化或基于机器学习的方法来进行探测。我们研究了迁移学习在识别低表面亮度星系方面的应用范围。我们使用在暗能量巡天(DES)数据上训练的、分为低表面亮度星系探测 Transformer(LSBG DETR)和低表面亮度星系视觉 Transformer(LSBG ViT)两类的 Transformer 模型,从针对 Abell 194 星系团的专用 Hyper Suprime-Cam(HSC)观测数据中识别低表面亮度星系,这些 HSC 数据比 DES 深两个星等。DES 和 HSC 的数据均基于像素级表面亮度进行了标准化。我们使用两个 Transformer 集成模型来探测低表面亮度星系。随后进行单成分 Sérsic 模型拟合和最终目视检查,以滤除潜在的误报并提高样本纯度。我们展示了利用 HSC 数据在 Abell 194 星系团中发现的 171 个低表面亮度星系样本,其中包括 87 个新发现。其中,159 个是通过 Transformer 模型识别出来的,另外 12 个低表面亮度星系是通过目视检查发现的。该 Transformer 模型在未经任何微调的情况下,在 HSC 数据上达到了 93% 的真阳性率。在这些低表面亮度星系中,有 28 个被归类为超弥散星系(UDGs)。超弥散星系的数量及其径向数密度表明,在对数尺度上,超弥散星系数量与星系团质量之间存在线性关系。超弥散星系与矮星系具有相似的 Sérsic 参数,并占据 ReffMgR_{\mathrm{eff}}-M_g 平面的延伸端,这表明它们可能是矮星系的一个延伸子群。我们证明了,在较浅巡天数据上训练的 Transformer 模型,通过适当的数据标准化,可以成功应用于更深的巡天数据。

关键词

引用

@article{arxiv.2502.03142,
  title  = {DES to HSC: Detecting low surface brightness galaxies in the Abell 194 cluster using transfer learning},
  author = {H. Thuruthipilly and Junais and J. Koda and A. Pollo and M. Yagi and H. Yamanoi and Y. Komiyama and M. Romano and K. Małek and D. Donevski},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2502.03142},
  year   = {2025}
}

备注

Accepted to A&A