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科技日?qǐng)?bào)記者 俞慧友

5月17日，記者從湖南師范大學(xué)獲悉，該校袁尊理教授團(tuán)隊(duì)日前和澳大利亞莫納什大學(xué)數(shù)學(xué)研究人員合作，提出了天文學(xué)研究領(lǐng)域的一種全新非參數(shù)光度函數(shù)計(jì)算方法。相較經(jīng)典非參數(shù)方法，在計(jì)算精度和穩(wěn)定性上都獲得顯著提升。這一結(jié)果，日前發(fā)表在美國(guó)天文學(xué)會(huì)會(huì)刊《天體物理學(xué)雜志·系列增刊》上。

現(xiàn)代天文學(xué)研究中，統(tǒng)計(jì)星系的光度函數(shù)是一項(xiàng)基礎(chǔ)和重要的工作，這一工作也被形象的譽(yù)為給宇宙中的星系做“人口普查”。據(jù)悉，星系的發(fā)光能力（即光度或絕對(duì)星等）是“普查”重點(diǎn)，光度函數(shù)描述不同光度星系在宇宙中分布情況的統(tǒng)計(jì)量。

袁尊理介紹，在實(shí)際操作中，除要盡可能獲得完備的星系樣本，科研人員還需采用精密的統(tǒng)計(jì)方法，充分考慮各種復(fù)雜的選擇效應(yīng)，最終才能獲得可靠的光度函數(shù)估計(jì)。通常，計(jì)算光度函數(shù)分參數(shù)和非參數(shù)兩種方法。參數(shù)方法需要假設(shè)光度函數(shù)形式，而非參數(shù)方法不依賴(lài)于模型和假設(shè)，故具有獨(dú)特價(jià)值。然而，目前最流行的非參數(shù)方法因其數(shù)學(xué)原理上的局限，難以滿(mǎn)足“精確宇宙學(xué)時(shí)代”對(duì)計(jì)算光度函數(shù)的高要求。

對(duì)此，袁尊理團(tuán)隊(duì)基于統(tǒng)計(jì)學(xué)中的核密度估計(jì)（KDE）原理，全新提出了一種普適的、估計(jì)光度函數(shù)的非參數(shù)方法（簡(jiǎn)稱(chēng)KDE方法），顯著提高了統(tǒng)計(jì)的精度和穩(wěn)定性。同時(shí)，為便于新方法的應(yīng)用，他們還開(kāi)發(fā)了“kdeLF”開(kāi)源Python程序包，用戶(hù)只需提供樣本的幾個(gè)關(guān)鍵參數(shù)，就可以調(diào)用kdeLF包完成光度函數(shù)的計(jì)算、畫(huà)圖等操作，簡(jiǎn)單易用。袁尊理稱(chēng)，下一步團(tuán)隊(duì)擬將新方法應(yīng)用于牛津大學(xué)領(lǐng)銜的MIGHTEE射電巡天數(shù)據(jù)，用于精確估計(jì)射電源光度函數(shù)，進(jìn)一步揭示射電星系的宇宙學(xué)演化規(guī)律。

責(zé)任編輯： 陳可軒

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