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利用隐马尔可夫模型分离天文源中的状态:以EV Lac的耀发与宁静态为例

太阳与恒星天体物理 2024-09-05 v2 高能天体物理现象 天体物理仪器与方法 应用统计 统计方法学

摘要

我们提出了一种新方法,用于区分具有计数数据的天文源中的不同状态(例如,高态与低态,宁静态与爆发态)。该方法将潜在的物理过程建模为遵循连续空间马尔可夫链的隐变量,该链决定了在多个通带观测光变曲线中的期望泊松计数。对于潜在的状态过程,我们考虑了几种自回归过程,从而产生了不同复杂度的连续空间隐马尔可夫模型。在这些模型下,我们可以推断出天体在任何给定时刻所处的状态。然后,借助有限混合模型将这些模型的连续状态预测二值化,以产生状态分类。我们将这些技术应用于活跃的dMe耀星EV Lac的X射线数据,将数据分为宁静态和爆发态。我们发现,一阶向量自回归过程能有效分离爆发态与宁静态:爆发发生在30-40%的观测持续时间内,可以识别出一个定义明确的持续宁静态,并且爆发态的特征是更高的等离子体温度和发射度。

关键词

引用

@article{arxiv.2405.06540,
  title  = {Separating States in Astronomical Sources Using Hidden Markov Models: With a Case Study of Flaring and Quiescence on EV Lac},
  author = {Robert Zimmerman and David A. van Dyk and Vinay L. Kashyap and Aneta Siemiginowska},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2405.06540},
  year   = {2024}
}

备注

27 pages, 13 figures, 12 tables