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利用卷积神经网络估计恒星参数并识别低分辨率光谱(R~200)中的极贫金属星

太阳与恒星天体物理 2023-02-23 v1 星系天体物理 天体物理仪器与方法

摘要

极贫金属(VMP,[Fe/H]<-2.0)恒星为早期星系与宇宙中元素产生的性质和演化提供了丰富信息。即将发射的中国空间站望远镜(CSST)将提供大量可能包含众多VMP恒星的光谱数据,因此对于类似CSST光谱(R~200)的低分辨率光谱确定恒星大气参数(TeffT_{eff}logg\log g和[Fe/H])至关重要。本文构建了一个含三个卷积层和两个全连接层的二维卷积神经网络(CNN)模型。本工作的主要目标是评估该模型在低分辨率(R~200)光谱上估计恒星参数的能力,并识别VMP恒星,以便更好地在CSST观测光谱中搜寻VMP恒星。我们主要使用来自LAMOST DR3的10,008条VMP恒星观测光谱,以及来自LAMOST DR8的16,638条普通恒星([Fe/H]>-2.0)光谱进行实验与比较。所有光谱均被降至R~200以匹配CSST分辨率,并经过预处理折叠为二维光谱作为CNN模型输入。结果表明,TeffT_{eff}的MAE值为99.40 K,logg\log g为0.22 dex,[Fe/H]为0.14 dex,[C/Fe]为0.26 dex。此外,CNN模型以94.77%的精度高效识别VMP恒星。该模型的验证与实用性也在MARCS合成光谱上进行了测试。本文有力证明了所提CNN模型在估计低分辨率光谱(R~200)恒星参数及识别对恒星族与星系演化研究有意义的VMP恒星方面的有效性。

关键词

引用

@article{arxiv.2302.11198,
  title  = {Estimating Stellar Parameters and Identifying Very Metal-poor Stars Using Convolutional Neural Networks for Low-resolution Spectra (R~200)},
  author = {Tianmin Wu and Yude Bu and Jianhang Xie and Junchao Liang and Wei Liu and Zhenping Yi and Xiaoming Kong and Meng Liu},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2302.11198},
  year   = {2023}
}

备注

13 pages, 9 figures