精確估計光度函數新方法 有望揭開諸多宇宙奧秘

2021-01-09 環球網

本文轉自【科技日報】;

科技日報訊 (記者趙漢斌 通訊員陳豔)基於現代統計學中的核密度估計原理,近期中國科學院雲南天文臺與英國牛津大學研究人員合作,提出了一種精確估計光度函數的普適方法,這對於統計研究星系、活動星系核、伽馬暴等河外天體的演化性質有著重要價值。美國天文學會會刊《天體物理學雜誌》系列增刊在線發表了這一成果。

光度函數是一個非常基本的統計量,它反映宇宙中某類天體的數密度隨紅移和光度的變化情況。準確確定各類天體的光度函數及其演化一直是天文學中的重要課題。估計光度函數的方法主要分為參數方法和非參數方法。參數方法需要假設光度函數的形式,通過擬合觀測數據得到光度函數的參數,但缺點是模型依賴。

中國科學院雲南天文臺袁尊理博士、王建成研究員與英國牛津大學馬特·賈維斯教授等人基於統計學領域對核密度估計研究的最新成果,通過克服樣本選擇效應導致的邊界偏差等一些難題,提出了一種估計光度函數的新方法。新方法具有諸多優點,包括不需要假設光度函數的形式,可以最大限度的利用數據信息;估計結果是連續和光滑的函數,能精細反映光度函數的峰值、拐點等重要特徵;結合貝葉斯方法,能可靠地估計光度函數的計算誤差;靈活性高,可拓展用於估計多變量的光度函數。總之,新方法兼有參數方法和非參數方法的優點。

他們還利用蒙特卡洛模擬,發現新方法的估計精度要比經典的binning方法高出近一個數量級,而且穩定性也要顯著優於舊方法。目前,袁尊理等人正在著手將新方法用於由馬特·賈維斯教授領導的MIGHTEE巡天數據,以期精確估計射電源的光度函數,揭示射電星系的宇宙學演化規律。

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