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???metadata.dc.type???: Tese
Title: ESTIMAÇÃO DE PARÂMETROS ESTELARES EM LEVANTAMENTOS FOTOMÉTRICOS MULTIFILTROS COM APRENDIZADO DE MÁQUINA
???metadata.dc.creator???: GALARZA AREVALO, CARLOS ANDRES
???metadata.dc.contributor.advisor1???: DAFLON DOS SANTOS, SIMONE
???metadata.dc.description.resumo???: Os dados produzidos pelos grandes levantamentos astronômicos (fotométricos e espectroscópicos) representam um grande desafio e uma forma nova de fazer pesquisa a partir, por exemplo, de técnicas sofisticadas e precisas de aprendizado de máquina, permitindo extrair informações das variáveis observadas. Por outro lado, há uma alta demanda por telescópios e instrumentos adequados para obtenção de espectros de alta resolução, que são ideais para a análise detalhada de abundâncias químicas. Sendo assim, torna-se necessário selecionar da melhor forma possível os alvos candidatos para futuras observações espectroscópicas, baseado nos dados de grandes levantamentos. Este trabalho explora o conteúdo estelar do Javalambre Photometric Local Universe Survey (J-PLUS) Data Release 2 e mostra seu potencial para identificar estrelas de baixa metalicidade usando o pipeline Stellar Parameters Estimation baseado em Ensemble Methods (SPEEM). O SPEEM é uma ferramenta usada para separar fontes estelares de quasares e fornecer estimativas de parâmetros atmosféricos para estrelas, com base no exclusivo sistema fotométrico J-PLUS. A adoção de critérios de seleção adequados permite a identificação de candidatas a estrelas pobres em metais ideais para programas de acompanhamento espectroscópico. O SPEEM consiste em uma série de modelos de aprendizado de máquina que usam uma amostra de treinamento observada tanto pelo J-PLUS quanto pelo levantamento espectroscópico SEGUE. A amostra de treinamento é composta por estrelas com temperaturas efetivas entre 4.800 K e 9.000 K, valores de gravidade superficial entre 1,0 e 4,5, enquanto a metalicidade varia entre 3,1 e 0,5. A aplicação do SPEEM a uma amostra de estrelas do J-PLUS/DR2 produziu um catálogo de parâmetros atmosféricos com erros médios de ∆Teff ~ 41 K, ∆logg ~ 0,11 dex e ∆[Fe/H] ~ 0,09 dex, quando comparados com o SEGUE. Uma subamostra de 177 estrelas potencialmente muito pobres em metais foi selecionada para acompanhamento espectroscópico. Onze estrelas dessa amostra foram observadas com o espectrógrafo ISIS no Telescópio William Herschel. A análise espectroscópica confirma que 64% das estrelas possuem [Fe/H] < -2,5, incluindo uma nova estrela com [Fe/H] < -3,0. A aplicação do SPEEM foi estendida para estrelas dos campos da Missão K2, observadas com o mesmo telescópio e câmera do J-PLUS. Neste caso, o SPEEM foi modificado para incluir dados fotométricos no infravermelho obtidos com o satélite WISE, além de resultados do satélite Gaia. A amostra de treinamento foi baseada nos levantamentos espectroscópicos GALAH e APOGEE. O SPEEM modificado foi aplicado com sucesso à amostra K2/T80, produzindo estimação de parâmetros com incerteza de de 92 K para Teff, 0,08 para logg, e 0,12 para rFe{Hs. O SPEEM também mostrou bons resultados na análise do aglomerado M44, permitindo obter estimativas de idade e metalicidade compatíveis com resultados da literatura, dentro das incertezas. O uso do SPEEM em combinação com o sistema de filtro J-PLUS demonstrou seu potencial na estimativa dos parâmetros atmosféricos estelares Teff, logg e [Fe/H].
Abstract: The data produced by large astronomical surveys (photometric and spectroscopic) represent a great challenge and a new way of doing research, based on sophisticated and precise machine learning techniques that, for example, allow new conclusions to be drawn from the observed variables. On the other hand, there is high demand for telescopes and instruments to obtain high-resolution spectra, in order to carry out detailed chemical abundance analysis. Thus, it becomes necessary to select the best potential candidates for a diversity of science cases, based on large area surveys. This work explores the stellar content of the Javalambre Photometric Local Universe Survey (J-PLUS) Data Release 2 and shows its potential for identifying low-metallicity stars using the Stellar Parameters Estimation based on Ensemble Methods (SPEEM) pipeline. SPEEM is a tool tailored to separate stellar sources from quasars and to provide estimations of stellar atmospheric parameters, based on the unique J-PLUS photometric system. The adoption of adequate selection criteria allows for the identification of metal-poor star candidates that are suitable for spectroscopic follow-up investigations. SPEEM consists of a series of machine-learning models that use a training sample in common between the footprints of J-PLUS and the SEGUE spectroscopic survey. The training sample has stars with temperatures between 4.800 K and 9.000 K, surface gravities between 1.0 and 4.5, and metallicity spans from 3.1 to 0.5. SPEEM has been applied to a sample of stars of J-PLUS/DR2, producing a catalog of stellar parameters, with typical erros of ∆Teff ~ 41 K, ∆logg ~ 0.11 dex, and ∆FeH ~ 0.09 dex, in comparison with SEGUE. A subsample of 177 stars has been identified as potentialy very metal-poor stars, with [Fe/H] ~ 2.5, for spectroscopic follow up. Eleven stars from this subsample were observed with the ISIS spectrograph at the William Herschel Telescope. The spectroscopic analysis confirms that 64% of stars have [Fe/H] ~ 2.5, including one new star with [Fe/H] ~ 3.0. The application of the SPEEM pipeline has been extended to a sample of stars from the fileds of the K2 Mission, observed in open time with the same telescope and camera used in J-PLUS. In this case, SPEEM was modified to include photometric data in the infrared obtained with the satellite WISE and results from the Gaia mission. The training sample was based on results from the Surveys GALAH and APOGEE. The successful application of the pipeline to the K2/T80 sample allows estimating the atmospheric parameters with uncertainties of 92 K for Teff, 0.08 for logg, and 0.12 for [Fe/H]. SPEEM has shown good results from the analysis of the cluster M44, producing reliable estimates of age and metallicity, consistent with the results from the literature. Using SPEEM in combination with the J-PLUS filter system has demonstrated its potential in estimating the stellar atmospheric parameters Teff, logg, and [Fe/H].
Keywords: Parâmetros estelares;estrelas muito pobre em metais;aprendizado de máquina
???metadata.dc.subject.cnpq???: ASTRONOMIA::ASTROFISICA DO SISTEMA SOLAR
Language: por
???metadata.dc.publisher.country???: Brasil
Publisher: Observatorio Nacional
???metadata.dc.publisher.initials???: ON
???metadata.dc.publisher.department???: Divisão de Programas de Pós-Graduação - DIPPG
???metadata.dc.publisher.program???: Programa de Pós-Graduação em Astronomia
Citation: GALARZA AREVALO, CARLOS ANDRES. ESTIMAÇÃO DE PARÂMETROS ESTELARES EM LEVANTAMENTOS FOTOMÉTRICOS MULTIFILTROS COM APRENDIZADO DE MÁQUINA. 2022, 111 páginas da Tese do Programa de Pós-Graduação em Astronomia - Observatório Nacional, ON .
???metadata.dc.rights???: Acesso Aberto
URI: http://localhost:8080/tede/handle/tede/141
Issue Date: 18-Jul-2022
Appears in Collections:Teses de Doutorado PPGA

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