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天体物理系统对数正态流量分布的判定

高能天体物理现象 2020-07-01 v2

摘要

判定一个天体物理源的流量分布是高斯分布还是对数正态分布,能为理解其光变本质提供关键线索。对于中等长度的光变曲线(<103< 10^3),一种有用的初步分析是通过估计偏度并应用安德森-达林(Anderson-Darling, AD)方法来检验流量及流量对数值的高斯性。我们对具有不同长度、光变幅度、高斯测量误差和功率谱指数 β\beta(即 P(f)fβP(f) \propto f^{-\beta})的光变曲线进行了大量模拟,以便为可靠使用这两种检验提供方案和指南。我们给出了偏度预期标准差的经验拟合公式,并列出了 β=0.5\beta = 0.51.01.0 时的 AD 检验临界值表,这些值与文献中针对白噪声(β=0\beta = 0)给出的值不同。此外,我们表明,对于白噪声,在大多数实际情况下,这些检验毫无意义,因为时间分箱会改变流量分布。对于 β1.5\beta \gtrsim 1.5,偏度方差不会随长度增加而减小,因此检验不可靠。因此,此类检验仅适用于 β0.5\beta\gtrsim 0.5β1.0\beta \lesssim 1.0 的系统。作为本工作所给方案的一个示例,我们再次确认,耀变体 3FGL J0730.2-1141 的费米数据表明其 γ\gamma 射线流量与对数正态分布一致,而非高斯分布。

关键词

引用

@article{arxiv.2006.07852,
  title  = {On the determination of log-normal flux distributions for astrophysical systems},
  author = {Zahir Shah and Ranjeev Misra and Atreyee Sinha},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2006.07852},
  year   = {2020}
}

备注

11 pages, 10 figures, 2 tables. Accepted for publication in MNRAS