Нейросеть LeMoNNADE превзошла традиционные методы в классификации 79 млн объектов J-PLUS

Астрономы, работающие с данными обзора Javalambre Photometric Local Universe Survey (J-PLUS), опубликовали результаты четвёртого релиза данных (DR4). В него вошли спектральные классификации и фотометрические красные смещения для 79,2 миллиона источников с предельной звёздной величиной r=22. Работа доступна на arXiv.

Для обработки массива данных команда сравнила два подхода: классический метод подгонки шаблонов LePhare и новую конвейерную систему машинного обучения LeMoNNADE. Последняя использует спектральное смешивание для расширения тренировочной выборки и не учитывает морфологию объектов. Как показало исследование, LeMoNNADE consistently превосходит LePhare по точности, устойчивости к выбросам и доле катастрофических ошибок.

Особенно значительный прогресс достигнут в классификации квазаров. Добавление инфракрасных данных со спутника WISE позволило разрушить оптическое вырождение между звёздами и квазарами. Доля катастрофических ошибок для квазаров снизилась с 40% до 23%, а систематическое смещение красного смещения ограничено уровнем менее 1% вплоть до z=4.

Нейросеть также показала меньшую подверженность так называемому алиасингу красных смещений — ложному отождествлению пиков распределения вероятностей. Использование медианы функции плотности вероятности дало более надёжные результаты, чем среднее значение.

Поскольку спектроскопические обучающие выборки сильно недопредставляют звёзды, учёные применили байесовскую калибровку методом максимизации ожидания для восстановления несмещённых вероятностных классов для выборки, ограниченной по звёздной величине. Это позволило показать, что внегалактические счётчики согласуются с литературными данными до предела полноты r?20,5.

Распределение красных смещений для внегалактических источников ярче r=21 имеет пик около z?0,3 и в целом совпадает с известными данными до z?0,6. Полученные каталоги представляют собой значительный шаг вперёд для исследований локальной Вселенной, предоставляя вероятностно калиброванные классификации и расстояния с явным описанием ограничений на слабых пределах и загрязнения выборки.

Четвёртый релиз J-PLUS охватывает 2200 квадратных градусов неба в 12 узкополосных и широкополосных фильтрах. Эти данные уже доступны для сообщества и станут основой для множества последующих работ по эволюции галактик, космологии и поиску транзиентов.