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LAMOST的恒星参数

LAMOST的恒星参数. LAMOST 数据部 2 014 用户培训大会 2014/7/2. 报告内容. 低分辨率光谱恒星参数的测量方案 恒星参数的测量过程 SNR 对测量精度的影响 LAMOST 光谱的一致性 误差估计. 低分辨率光谱恒星参数的测量方案. 光谱特征（谱线）测量＋经验关系？ 连续谱的确定？. 低分辨率光谱恒星参数的测量方案. 特征测量在不同分辨率下系统差必然存在 模版匹配对个别缺失谱线敏感程度低 交叉相关匹配的视向速度测量不仅利用线心而是整个谱线上点的特征 模版选择是理论的还是经验的？（不确定性？参数范围？）

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LAMOST的恒星参数

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Presentation Transcript

  1. LAMOST的恒星参数 LAMOST 数据部 2014用户培训大会 2014/7/2

  2. 报告内容 • 低分辨率光谱恒星参数的测量方案 • 恒星参数的测量过程 • SNR对测量精度的影响 • LAMOST光谱的一致性 • 误差估计

  3. 低分辨率光谱恒星参数的测量方案 • 光谱特征（谱线）测量＋经验关系？ • 连续谱的确定？

  4. 低分辨率光谱恒星参数的测量方案 • 特征测量在不同分辨率下系统差必然存在 • 模版匹配对个别缺失谱线敏感程度低 • 交叉相关匹配的视向速度测量不仅利用线心而是整个谱线上点的特征 • 模版选择是理论的还是经验的？（不确定性？参数范围？） • 选择在模版网格中进行怎样的内插方式？ • 交叉相关局部最有化问题和随机误差的确定

  5. LAMOST光谱的参数测量方案 • 一致性？（空间和时间）及变形缺失特征 交叉相关寻找最优解是必然选择 • 只利用谱线的交叉相关而去掉伪连续谱 • Ulyss是以Elodie为模版训练出来的交叉相关及内插的非线性内插程序 • 选择初始值避免收敛到局部最有解

  6. AFGK恒星参数的测量过程概述 • 测量参数用的光谱特征：4000A～6800A范围内的谱线 • 测量过程（pipeline）： 1、CFI1(与NGS类似) 2、Ulyss1 3、去除Continuum 4、CFI2 5、Ulyss2 6、决策：比较Ulyss2 和Ulyss1的结果去掉3sigma外的点，三个参数都一致的保留

  7. 参数的初始假设CFI1 • 类似于SSPP中模板匹配的模块NGS，用其9阶多项式归一化的模板（Kurucz NEWODF)。 对观测光谱也采用了9阶多项式迭代计算连续谱。 • 计算与模板的相关函数系数，按照Teff -> [Fe/H] -> logg 的顺序计算最相关的模板作为初始假设 CFI1

  8. 初始假设CFI1的可靠性

  9. 初始假设CFI1的补充检验 • 鉴于SDSS模版（36条光谱）存在的问题，我们用LAMOST高银纬恒星的数据构建了LAMOST（183条光谱）的分类模版库，改正了1D pipeline的分类错误（2014,AJ 147,101） • 纠正了v2.6.4版本将G型星错分成F9，M型星错分成G或K型恒星等问题; • 可以作为参数初值CFI的检验

  10. 利用ulyss测量参数 • 构建非线性化模型函数TGM，可生成任意给定Teff, logg, [Fe/H]的恒星谱，最小化待测谱和模型谱间的拟合χ²值。 • 构建内插模型，选用ELODIE 光谱库2000多条光谱，按温度分为热OBA, 温FGK, 冷M三个区间，光谱的每个点由以Teff, logg,[Fe/H]为变量的19～26项组合多项式近似表征。 • 多项式各项的组合形式和温度划分边界及权重分配系数，都是通过在对实测谱和内插生成的谱之间的残差做细致调整而定。各项间正交，避免相互抵消，依贡献是否显著逐渐填加新项，残差是否降低。 • 为了保证收敛到全局最优解，采用CFI进行限制，同时也减少ULySS的运算量和时间。而无需在参数空间分布中设定多个起始迭代点。以CFLIB star HD 4307为例：收敛域检测。

  11. 利用Ulyss1结果去连续谱 • 伪连续谱应由天文学家确定，才能保证保留所需参数 • 而海量光谱很难完成，也无法做到统一一致 • 折衷方案： 1、计算出了一套网格更细的Kurucz，采用宋轶晗开发的类似于iraf的基于python的continuum软件人工画出所有连续谱 2、用Ulyss1的结果找一个参数最接近的理论光谱，将此光谱叠加一个5阶多项式与理论光谱进行拟和，该理论光谱对应的人工划出的连续谱乘以5阶多项式就是观测光谱的连续谱

  12. 去除连续谱的例子

  13. 迭代：CFI2／Ulyss2 • 对归一化后的光谱再次计算初始假设cfi • 利用初始假设，再次运行Ulyss

  14. 迭代前后决策： • 迭代前后，如果参数结果差别很小，认为参数以及通过参数所找到的模板是正确的。参数是可信的。 • 如果迭代前后，差别很大，可能会跨跃几个子类型，认为参数不可靠，人眼检查。 • 对LAMOST的DR1光谱，迭代处理后，三个参数的3sigma外的点取并集，由人检查其参数确定的准确性。

  15. . 迭代前后三参数的对比

  16. 信噪比对参数的影响

  17. LAMOST 光谱的一致性问题 • 选源为同源的谱线不同

  18. 其它独立工作对LAMOST参数的对比 Wang W（ApJ Submitted） 比较LASP 和高分辨光谱确定的参数 (Brunttetal.2012;Thygesenetal.2012;Molenda-Z ̇akowiczetal.2013), Teff：36 ± 108 K [Fe/H]：0.02 ± 0.11 dex 比较log g 和星震学测量的log g, 0.02 ± 0.13 dex, 只有3%的outliers.

  19. 其它独立工作对LAMOST参数的对比 • Dong, S（ApJL） 比较LASP 和Buchhave高分辨光谱用Torres et al. (2012) 方法确定的金属丰度 [Fe/H]：0.02 ± 0.015 dex

  20. 其它独立工作对LAMOST参数的对比 • Gao,H., Zhang, H.W.（RAA Submitted） 比较LASP 和PASTEL Catalog 中的高分辨光谱确定的参数 Teff: 11± 110 K logg: 0.03± 0.19 dex [Fe/H]: 0.01± 0.11 dex rv: -3.78±4.91 km/s

  21. 其它独立工作对LAMOST参数的对比 • Xiang M.S.（MNRAS will be submitted） Teff: 9± 135 K logg: 0.02± 0.23dex [Fe/H] : 0.06± 0.13dex rv：1.2±3.1 km/s

  22. 下一步工作 • 扩充模板的参数空间范围 • 扩充波长测量范围 ——考虑采用经过高分辨进行参数定标后的LAMOST观测的实测模版

  23. 谢谢！ lal@nao.cas.cn wuyue@nao.cas.cn dubing@nao.cas.cn yhsong@nao.cas.cn 愿孔啸早日康复！

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