論文の概要: A Machine Learning approach for correcting radial velocities using
physical observables
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2301.12872v1
- Date: Mon, 30 Jan 2023 13:25:00 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-01-31 14:41:03.121399
- Title: A Machine Learning approach for correcting radial velocities using
physical observables
- Title(参考訳): 物理観測器を用いたラジアル速度補正のための機械学習手法
- Authors: M. Perger, G. Anglada-Escud\'e, D. Baroch, M. Lafarga, I. Ribas, J. C.
Morales, E. Herrero, P. J. Amado, J. R. Barnes, J. A. Caballero, S.V.
Jeffers, A. Quirrenbach, and A. Reiners
- Abstract要約: シミュレーションと実データを用いて、恒星の活動を自由なドップラーで測定するディープニューラルネットワーク手法の能力について検討する。
RV非依存的アプローチは、既知の物理的効果から急激なドップラー変動を大幅に低減できることを示す。
観測された変動率と補正の一致をよく観察するが,ノイズ低減はシミュレーションほど良くないことがわかった。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Precision radial velocity (RV) measurements continue to be a key tool to
detect and characterise extrasolar planets. While instrumental precision keeps
improving, stellar activity remains a barrier to obtain reliable measurements
below 1-2 m/s accuracy. Using simulations and real data, we investigate the
capabilities of a Deep Neural Network approach to produce activity free Doppler
measurements of stars. As case studies we use observations of two known stars
(Eps Eridani and AUMicroscopii), both with clear signals of activity induced RV
variability. Synthetic data using the starsim code are generated for the
observables (inputs) and the resulting RV signal (labels), and used to train a
Deep Neural Network algorithm. We identify an architecture consisting of
convolutional and fully connected layers that is adequate to the task. The
indices investigated are mean line-profile parameters (width, bisector,
contrast) and multi-band photometry. We demonstrate that the RV-independent
approach can drastically reduce spurious Doppler variability from known
physical effects such as spots, rotation and convective blueshift. We identify
the combinations of activity indices with most predictive power. When applied
to real observations, we observe a good match of the correction with the
observed variability, but we also find that the noise reduction is not as good
as in the simulations, probably due to the lack of detail in the simulated
physics. We demonstrate that a model-driven machine learning approach is
sufficient to clean Doppler signals from activity induced variability for well
known physical effects. There are dozens of known activity related observables
whose inversion power remains unexplored indicating that the use of additional
indicators, more complete models, and more observations with optimised sampling
strategies can lead to significant improvements in our detrending capabilities.
- Abstract(参考訳): 精密放射速度(RV)の測定は、太陽系外惑星の検出と特徴付けの鍵となるツールであり続けている。
測定精度は向上を続けているが、恒星活動は1-2m/s未満の信頼性測定を得るための障壁である。
シミュレーションと実データを用いて、恒星の活動を自由なドップラーで測定するディープニューラルネットワーク手法の能力について検討する。
ケーススタディでは、2つの既知の恒星 (Eps Eridani と AUMicroscopii) の観測を行い、両者とも RV の変動を観測した。
恒星符号を用いた合成データは、観測対象(入力)と結果のRV信号(ラベル)に対して生成され、ディープニューラルネットワークアルゴリズムのトレーニングに使用される。
我々は,タスクに適した畳み込み層と完全連結層からなるアーキテクチャを同定する。
調査対象は,平均線量パラメータ(幅,バイセクター,コントラスト)とマルチバンド光度測定である。
rv非依存アプローチはスポット、回転、対流ブルーシフトなどの既知の物理的効果からスプリアスドップラー変動を劇的に低減できることを実証する。
活動指標と最も予測力の組合せを同定する。
実観測に応用した場合、観測された変動率と補正の整合性をよく観察するが、おそらくシミュレートされた物理学における詳細の欠如により、ノイズ低減はシミュレーションほど良くない。
モデル駆動の機械学習アプローチは、よく知られた物理的効果に対する行動誘発変動からドップラー信号をきれいにするのに十分であることを実証する。
他にも、追加の指標、より完全なモデル、そして最適化されたサンプリング戦略によるさらなる観察が、私たちの推定能力を大幅に改善する可能性があることを示す、多くの既知のアクティビティ関連観測器があります。
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