NGC 2808 中的多重恒星星族：聚类分析案例研究

在质量较大的球状星团 NGC 2808 中，RGB 恒星在所谓的染色体图测光平面上至少形成五个不同的群组，可认为对应于不同的恒星星族。虽然人类专家能相对容易地用肉眼区分这些群组，但出于可重复性以及处理更大样本球状星团的需要，算法方法是可取的。遗憾的是，聚类分析算法常产生不尽人意的结果。在此我们将一系列非参数聚类算法应用于 NGC 2808 的 RGB 数据集：划分式（k-means、围绕 medoid 划分——PAM）、层次式（凝聚嵌套——AGNES、分裂分析——DIANA）以及基于密度（带噪声的应用的密度基于空间聚类——DBSCAN、排序点以识别聚类结构——OPTICS）。对每种算法，我们讨论相关超参数的不同选择及其对所得聚类的影响。我们发现 AGNES 产生的结果最类似于人类专家的期望，这取决于用于合并相邻群组的连接方式—— linkage。在我们测试的连接方式预设中，Ward 方法表现最佳，而平均连接仅在事先移除离群值后方可获得可比结果。我们建议在今后研究中采用 AGNES 配合 Ward 方法或类似连接方式来自动识别染色体图平面中的恒星星族。