COD:一种通过拓扑优化重建凌星天体形状算法

Gil Nachmani; Tsevi Mazeh; Nir Sochen

doi:10.1093/mnras/stac135

COD:一种通过拓扑优化重建凌星天体形状算法

天体物理仪器与方法 2022-02-08 v1 地球与行星天体物理太阳与恒星天体物理

作者: Gil Nachmani , Tsevi Mazeh , Nir Sochen

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摘要

我们介绍了一种新颖的算法, $\textit{COD}$ ——紧凑不透明度分布(Compact Opacity Distribution),用于利用凌星现象的光度时间序列观测,重建被观测到掩食恒星的天体形状。 $\textit{COD}$ 为具有近似凸形状的光学厚掩食体求解光变曲线反演问题,并给出其相对于被掩食恒星的尺寸、碰撞参数和速度的估计。该算法基于一种使用拓扑约束和掩食体几何目标函数的优化方案。问题的约束遵循线性关系,从而能够使用线性规划优化作为数学框架。对该算法进行了多次测试,所有测试均得到模拟形状与所得形状的高度相关性,其投影速度与水平尺寸误差在 $5\%$ 以内,碰撞参数误差在 $0.1$ 以内。这些测试包括一段由 NASA 的 Curiosity rover 拍摄的 Phobos 掩食太阳的视频,该视频被压缩为相应的光变曲线并随后被重建。我们将 $\textit{COD}$ 应用于神秘的 VVV-WIT-08 案例——一颗巨星发生的单次深度掩食( $\sim 96\%$ )持续超过 200 天。该分析未假设掩食体的任何特定形状,结果表明该天体具有类似于椭圆的投影不透明度分布,偏心率约为 $\sim 0.5$ ,相对于运动方向倾斜约 $\sim 30$ 度,其半短轴与恒星半径相近。

关键词

形状重建凌星天体拓扑优化光变曲线反演线性规划 COD 算法

引用

@article{arxiv.2202.02604,
  title  = {$\it COD:$ An Algorithm for Shape Reconstruction of Transiting Celestial Bodies through Topological Optimization},
  author = {Gil Nachmani and Tsevi Mazeh and Nir Sochen},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2202.02604},
  year   = {2022}
}

备注

13 pages, 11 figures, 5 tables. Submitted to MNRAS

COD:一种通过拓扑优化重建凌星天体形状算法

摘要

关键词

引用

备注

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