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VADER:用于推断年轻恒星周围行星质量与气尘盘性质的自编码器

地球与行星天体物理 2025-09-17 v1 天体物理仪器与方法 机器学习

摘要

我们提出 \textbf{VADER}(Variational Autoencoder for Disks Embedded with Rings),用于从原行星盘(PPD)的高分辨率 ALMA 尘埃连续谱图像中推断行星质量与全局盘性质。VADER 是一种概率深度学习模型,能够直接从原行星盘图像中实现行星质量、α\alpha-粘度、尘气比、Stokes 数、盘耀斑指数及行星数量的不确定性感知推断。VADER 在超过 100,000 张由 \texttt{FARGO3D} 模拟生成并经 \texttt{RADMC3D} 后处理的 PPD 合成图像上进行训练。我们训练的模型从 PPD 尘埃连续谱图像中预测物理行星与盘参数的 R2>0.9R^2 > 0.9。应用于 23 个真实盘时,VADER 的质量估计与文献值一致,并揭示了反映已知盘物理的潜在相关性。我们的结果确立了基于 VAE 的生成模型作为概率天体物理推断的稳健工具,在大干涉测量时代对解释原行星盘次结构具有直接应用。

关键词

引用

@article{arxiv.2509.12324,
  title  = {VADER: A Variational Autoencoder to Infer Planetary Masses and Gas-Dust Disk Properties Around Young Stars},
  author = {Sayed Shafaat Mahmud and Sayantan Auddy and Neal Turner and Jeffrey S. Bary},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2509.12324},
  year   = {2025}
}

备注

6 pages, 5 figures, Accepted and Published at International Conference on Machine Learning, Machine Learning for Astrophysics Workshop 2025