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???metadata.dc.type???: Dissertação
Title: IDENTIFICAÇÃO DE SUBANÃS QUENTES EM LEVANTAMENTOS ASTRONÔMICOS
???metadata.dc.creator???: EMANUEL CORDEIRO DA SILVA, MARCOS VINICIUS
???metadata.dc.contributor.advisor1???: BORGES FERNANDES, MARCELO
???metadata.dc.description.resumo???: Apesar de terem sido descritas pela primeira vez no final da década de 70 as estrelas subanãs quentes ainda não são completamente compreendidas, principalmente no que diz respeito às condições necessárias e aos mecanismos responsáveis por sua formação. Um dos maiores impedimentos desse campo está relacionado com a pouca quantidade de objetos catalogados e confirmados, o que dificulta o desenvolvimento e confirmação de possíveis hipóteses em relação a dados observados. Apesar disso, as subanãs quentes são importantes para diversos campos da astronomia e impactam estudos que vão desde a evolução estelar, até as propriedades físicas da nossa e de outras galáxias. Assim, esse trabalho tem como objetivo principal o desenvolvimento de soluções voltadas à identificar novas candidatas à subanãs quentes e com isso expandir os catálogos atuais dessa classe de objetos. Para esse fim são utilizados algoritmos de Aprendizado de Máquina (\textit{Machine Learning}, ou ML), capazes de processar uma grande quantidade de dados de maneira eficiente. Os modelos criados neste trabalho são baseados em algoritmos de \textit{Random Forest} e os dados utilizados nesse processo são as 12 magnitudes fotométricas fornecidas pelo J-PLUS e o S-PLUS. Após cruzar esses dois levantamentos com um catálogo de subanãs quentes confirmadas, foram geradas amostras com cerca de 17 mil objetos (entre estrelas gerais e subanãs quentes) para cada um deles. Com uma cuidadosa otimização de seus hiperparâmetros, os modelos criados obtiveram ótimos resultados nas amostras de teste (Score F1 de 0,88 no J-PLUS e de 0,94 no S-PLUS), e a partir deles foi possível identificar 2896 novas candidatas à subanãs quentes dentro dos dois levantamentos considerados. Além disso, como forma de validação dos algoritmos utilizados, foram desenvolvidos também modelos de previsão de parâmetros estelares ($T_{eff}$, log(g) e Fe/H) baseados em \textit{Random Forest} para objetos do J-PLUS e do S-PLUS. As amostras de desenvolvimento desses modelos foram criadas a partir do cruzamento dos dois levantamentos com dados de parâmetros estelares do LAMOST, resultando em cerca de 211 mil objetos para o J-PLUS e cerca de 66 mil para o S-PLUS. Para essa previsão, testou-se o uso das magnitudes absolutas como variáveis de entrada dos modelos, o que trouxe uma melhora de $\sim30\%$ nas previsões de log(g) dos objetos. Após também realizar uma otimização dos hiperparâmetros, os modelos obtidos neste trabalho demonstraram uma boa performance nas amostras de teste, com erros de $\sim50 K$ para $T_{eff}$, $\sim0,07$ dex para log(g) e $\sim0,08$ dex para [Fe/H]. Por fim, a partir desses estimadores foram criados catálogos de parâmetros estelares para o J-PLUS e o S-PLUS com 3 milhões e 5 milhões de objetos respectivamente.
Abstract: Despite being first described in the late 1970s, hot subdwarf stars are still not fully understood, especially when it comes to the necessary conditions and mechanisms responsible for their formation. One of the biggest problems in this field is related to the small number of catalogued and confirmed objects, which hinders the development and confirmation of possible hypotheses in relation to observed data. Despite this, hot subdwarf are important for several fields of astronomy and they impact studies ranging from stellar evolution to the physical properties of our own and other galaxies. Thus, the main objective of this study is the development of solutions aimed at identifying new candidates for hot subdwarfs and thus expand the current catalogues. To this end, Machine Learning (ML) algorithms are used, which are capable of processing a large amount of data in an efficient way. The models created in this work are based on Random Forest algorithms and the data used are the 12 photometric magnitudes provided by J-PLUS and S-PLUS. After crossmatching these two surveys with a catalogue of confirmed hot subdwarfs, samples with about 17,000 objects (between general stars and hot subdwarfs) were generated for each of them. With a careful optimization of their hyperparameters, the models created obtained excellent results in the test samples (F1 Score of 0.88 in J-PLUS and 0.94 in S-PLUS), and they were used to identify 2896 new candidates for hot subdwarfs within the two surveys considered. Furthermore, as a way of validating the algorithms used, stellar parameter ($T_{eff}$, log(g) and Fe/H) prediction models based on Random Forest were also developed for J-PLUS and S-PLUS objects. The development samples for these models were created from crossmatching the two surveys with LAMOST stellar parameter data, resulting in about 211 thousand objects for J-PLUS and about 66 thousand for S-PLUS. For these predictions, the use of absolute magnitudes as input variables for the models was tested, which brought an improvement of about $\sim30\%$ in the log(g) predictions. After also performing an optimization of the hyperparameters, the models obtained in this work showed a good performance in the test samples, with errors of $\sim50 K$ for $T_{eff}$, $\sim0.07$ dex for log(g) and $\sim0.08$ dex for [Fe/H]. Finally, the models were used to create stellar parameter catalogues for J-PLUS and S-PLUS with 3 million and 5 million objects respectively. Random Forests; Hot subdwarfs; Stellar Parameter Prediction; J-PLUS; S-PLUS
Keywords: Florestas Aleatórias;Subanãs Quentes;Previsão de Parâmetros Estelares;J-PLUS;S-PLUS
???metadata.dc.subject.cnpq???: ASTRONOMIA::ASTROFISICA ESTELAR
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: EMANUEL CORDEIRO DA SILVA, MARCOS VINICIUS. IDENTIFICAÇÃO DE SUBANÃS QUENTES EM LEVANTAMENTOS ASTRONÔMICOS. 2023, 113 páginas da Dissertação do Programa de Pós-Graduação em Astronomia) - Observatório Nacional, RJ .
???metadata.dc.rights???: Acesso Aberto
URI: http://localhost:8080/tede/handle/tede/154
Issue Date: 23-Jun-2023
Appears in Collections:Dissertações de Mestrado PPGA

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