SPT：用于红巨星年龄和质量估算的光谱Transformer
太阳与恒星天体物理
2024-01-11 v1 天体物理仪器与方法
机器学习
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摘要
红巨星的年龄和质量对于理解银河系的结构和演化至关重要。传统的等龄线方法由于赫罗图中等龄线的重叠而存在固有局限，而星震学虽然更精确，却需要高精度、长期的观测。为应对这些挑战，我们开发了一个新颖的框架——光谱Transformer（SPT），用于从光谱中预测与星震学结果一致的红巨星年龄和质量。SPT的一个关键组件是多头哈达玛自注意力机制，专为光谱设计，能够捕捉不同波长间的复杂关系。此外，我们引入了基于马氏距离的损失函数以解决尺度不平衡和交互模式损失问题，并融合了蒙特卡洛dropout用于预测不确定性的定量分析。在来自LAMOST的3880条红巨星光谱上训练和测试后，SPT实现了卓越的年龄和质量估算，平均百分比误差分别为17.64%和6.61%，并为每个相应预测提供了不确定性。结果显著优于传统机器学习算法，并展现出与星震学方法和等龄线拟合技术的高度一致性。未来，我们的工作将利用中国空间站望远镜和大型综合巡天望远镜的数据集，以提升模型精度并拓展其在天文学和天体物理学领域的适用性。
引用
@article{arxiv.2401.04900,
title = {SPT: Spectral Transformer for Red Giant Stars Age and Mass Estimation},
author = {Mengmeng Zhang and Fan Wu and Yude Bu and Shanshan Li and Zhenping Yi and Meng Liu and Xiaoming Kong},
journal= {arXiv preprint arXiv:2401.04900},
year = {2024}
}
备注
Accepted by A&A