用神经网络去除21厘米图中的天体物理效应
宇宙学与河外天体物理
2021-03-01 v2 星系天体物理
摘要
测量再电离纪元与宇宙黎明时期21厘米信号的温度涨落是在高红移研究宇宙最有前景的方法之一。不幸的是，21厘米信号以非平凡的方式受到宇宙学与天体物理过程的影响。我们运行了一套包含1,000次数值模拟的序列，其具有不同主要天体物理参数值。从这些模拟中我们生成了红移处数以万计的21厘米图。我们训练了一个卷积神经网络以从21厘米图中去除天体物理效应，并输出底层物质场图。我们表明，我们的模型能够生成不仅在视觉上类似于真实物质的2D物质场，而且其统计性质在很小尺度下也与真实值在几个百分点内一致。我们证明我们的神经网络保留了天体物理信息，可用于约束天体物理参数的值。最后，我们使用显著性图来试图理解网络利用21厘米图的哪些特征来确定天体物理参数的值。
引用
@article{arxiv.2006.14305,
title = {Removing Astrophysics in 21 cm maps with Neural Networks},
author = {Pablo Villanueva-Domingo and Francisco Villaescusa-Navarro},
journal= {arXiv preprint arXiv:2006.14305},
year = {2021}
}
备注
17 pages, 10 figures