星系光谱的熵：编码了多少信息？
星系天体物理
2023-02-02 v2 数据分析、统计与概率
摘要
本文从基于信息论的基本立场分析了提取星系光谱恒星星族成分的反问题。通过将光谱解释为概率分布函数，我们发现星系光谱具有高熵，从而导致相当低的有效信息含量。熵的最高变化不出所料地出现在几十年来用传统方法已被充分研究的区域。我们瞄准一组表现出最高熵变化的六个光谱区域——4000Å 断裂是最具信息量的一个。作为真实数据的测试用例，我们测量了来自 Sloan Digital Sky Survey 的一组高质量光谱的熵，并将基于熵的结果与基于谱线强度的传统方法进行对比。数据被分类为恒星形成 (SF)、宁静 (Q) 和 AGN 星系，并且在无任何物理模型依赖的情况下显示，AGN 光谱可解释为 SF 和 Q 星系之间的过渡，其中 SF 星系在熵上表现出更多样的变化。高度纠缠使以稳健、无偏的方式确定星族参数变得复杂，并影响将模型与观测进行比较的传统方法，以及依赖数据统计特性来评估光谱间变化的机器学习 (尤其是深度学习) 算法。熵提供了一条改进星族合成模型的新途径，使其更忠实地表示真实星系光谱。
引用
@article{arxiv.2208.05489,
title = {The entropy of galaxy spectra: How much information is encoded?},
author = {Ignacio Ferreras and Ofer Lahav and Rachel S. Somerville and Joseph Silk},
journal= {arXiv preprint arXiv:2208.05489},
year = {2023}
}
备注
13 pages, 11+4 figures. Accepted for publication in RAS Techniques and Instruments (RASTI)