高分辨率吸收线建模的精度、解析 Voigt 导数与优化方法
天体物理仪器与方法
2021-10-20 v2 计算物理
数据分析、统计与概率
摘要
本文描述了 VPFIT（一个用于吸收光谱建模的非线性最小二乘程序）所基于的优化理论。特别关注精度问题。Voigt 函数导数此前一直使用数值有限差分近似来计算。我们展示了如何改用 Taylor 级数展开和查找表来解析地计算它们。我们引入了一种新的优化方法以实现通向最佳拟合的高效下降路径，该方法结合了 Gauss-Newton 和 Levenberg-Marquardt 算法中使用的原理。我们描述了一种解决病态问题的简单实用方法，这是类星体吸收系统建模中的一个常见问题。我们还概述了无偏建模如何依赖于使用适当的信息准则来防止过拟合或欠拟合。本文引入的方法和新实现旨在优化利用来自 ESPRESSO/VLT 和 HIRES/ELT 等设施的未来数据，特别是对于要求极高的应用，例如寻找基本常数的时空变化以及尝试探测宇宙学红移漂移。
引用
@article{arxiv.2108.11218,
title = {Precision in high resolution absorption line modelling, analytic Voigt derivatives, and optimisation methods},
author = {John K. Webb and Robert F. Carswell and Chung-Chi Lee},
journal= {arXiv preprint arXiv:2108.11218},
year = {2021}
}
备注
15 pages, 7 figures, to appear in MNRAS