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ML algorithm development for identifying supernovae from JWST x HST data

Publicly Offered Research

Project AreaFoundation of "Machine Learning Physics" --- Revolutionary Transformation of Fundamental Physics by A New Field Integrating Machine Learning and Physics
Project/Area Number 23H04494
Research Category

Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (A)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Transformative Research Areas, Section (II)
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

鈴木 尚孝  東京大学, カブリ数物連携宇宙研究機構, 客員准科学研究員 (20722804)

Project Period (FY) 2023-04-01 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2024)
Budget Amount *help
¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Keywords暗黒エネルギー / 超新星 / 機械学習 / 観測的宇宙論 / 宇宙望遠鏡 / 宇宙定数 / 宇宙論パラメータ / JWST / 宇宙再電離 / 赤外線天文学
Outline of Research at the Start

本研究では、2023-24年にJames Webb Space Telescope (JWST)で観測される最も深く広域となるCOSMOS-Webデータ(赤外、0.54平方度)からこれまで観測されたことのない遠方(z>5)の超新星を発見するアルゴリズムを開発する。既に観測されているHubble宇宙望遠鏡、すばる望遠鏡HSCによるCOSMOS領域撮像データと新たにJWSTで撮像される100万個の銀河データを機械学習によって比較し超新星を見つけていく。異なる波長帯、解像度の最新画像(JWST)と既存の画像を比較し、差分画像を経由することなく、超新星を発見していく点が従来の手法より難しく新しい。

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、JWSTの観測データから超新星を探し出す試みである。JWSTは大型宇宙赤外線望遠鏡であり、これまで未開拓であった遠方宇宙を観測することが可能となった。ただし、JWSTの観測は、太陽を背面にすることと宇宙デブリの衝突を避けるため、観測方向に大きな制限があり、同じ領域を複数回観測することは難しい。よって、過去に得られたハッブル宇宙望遠鏡のデータや、すばる望遠鏡のデータと組み合わせることにより、超新星を見つける試みである。

2023年度は、JWSTによるCOSMOS領域の観測が一部を除いて完遂し、有力な候補を見つけることができ、追跡観測も承認され、鋭意観測続行中である。観測が難しい点は、遠方に予想以上の活動銀河核(AGN)があることがわかり、これが超新星と見かけが同じなので、判別が容易ではないところである。また、データ処理にもまだ不定性があるが、一つ一つ克服していく解析ソフトウェアを開発している。

また、これとは別に機械学習を応用し、重力レンズを発見する論文を発表した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

昨夏、新型コロナウィルスに感染してしまい、その後遺症で肺炎を患ってしまったため、思うように解析を進めることができなかった為。

Strategy for Future Research Activity

今年度は、得られたデータの解析を進める。必要な追跡観測を実行し、遠方超新星の赤方偏移を測定し、母銀河と共に、どのタイプの種類の超新星かを見極め、距離の測定等、これまで観測することができなかった領域の探査に注力する。

Report

(1 results)
  • 2023 Annual Research Report
  • Research Products

    (9 results)

All 2024 2023 Other

All Int'l Joint Research (2 results) Journal Article (7 results) (of which Int'l Joint Research: 7 results,  Peer Reviewed: 6 results,  Open Access: 7 results)

  • [Int'l Joint Research] Lawrence Berkeley National Lab/University of Texas/Space Telescope Science Institute(米国)

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Int'l Joint Research] IAP/LPNHE(フランス)

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Journal Article] Luminosity Functions of the Host Galaxies of Supernova2024

    • Author(s)
      Liang, Zhuoxi ; Suzuki, Nao ; Doi, Mamoru ; Tanaka, Masayuki ; Yasuda, Naoki
    • Journal Title

      Astrophysical Journal accepted

      Volume: TBD

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Union Through UNITY: Cosmology with 2,000 SNe Using a Unified Bayesian Framework2024

    • Author(s)
      Rubin, David ; Aldering, Greg ; Betoule, Marc ; Fruchter, Andy ; Huang, Xiaosheng ; Kim, Alex G. ; Lidman, Chris ; Linder, Eric ; Perlmutter, Saul ; Ruiz-Lapuente, Pilar ; Suzuki, Nao
    • Journal Title

      Astrophysical Journal submitted

      Volume: TBD

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] DESI-253.2534+26.8843: A New Einstein Cross Spectroscopically Confirmed with Very Large Telescope/MUSE and Modeled with GIGA-Lens2023

    • Author(s)
      Cikota Aleksandar、Bertolla Ivonne Toro、Huang Xiaosheng、Baltasar Saul、Ratier-Werbin Nicolas、Sheu William、Storfer Christopher、Suzuki Nao、Schlegel David J.、Cartier Regis、Torres Simon、Cikota Stefan、Jullo Eric
    • Journal Title

      The Astrophysical Journal Letters

      Volume: 953 Issue: 1 Pages: L5-L5

    • DOI

      10.3847/2041-8213/ace9da

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Introducing the Texas Euclid Survey for Lyα (TESLA) Survey: Initial Study Correlating Galaxy Properties to Lyα Emission2023

    • Author(s)
      Chavez Ortiz Oscar A et al.
    • Journal Title

      The Astrophysical Journal

      Volume: 952 Issue: 2 Pages: 110-110

    • DOI

      10.3847/1538-4357/acc403

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Roman CCS White Paper: Measuring Type Ia Supernovae Discovered in the Roman High Latitude Time Domain Survey2023

    • Author(s)
      Hounsell et al.
    • Journal Title

      arxiv

      Volume: TBD

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Retrospective Search for Strongly Lensed Supernovae in the DESI Legacy Imaging Surveys2023

    • Author(s)
      Sheu William、Huang Xiaosheng、Cikota Aleksandar、Suzuki Nao、Schlegel David J.、Storfer Christopher
    • Journal Title

      The Astrophysical Journal

      Volume: 952 Issue: 1 Pages: 10-10

    • DOI

      10.3847/1538-4357/acd1e4

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Bump Morphology of the CMAGIC Diagram2023

    • Author(s)
      Aldoroty L.、Wang L.、Hoeflich P.、Yang J.、Suntzeff N.、Aldering G.、Antilogus P.、Aragon C.、Bailey S.、Baltay C.、Bongard S.、Boone K.、Buton C.、Copin Y.、Dixon S.、Fouchez D.、Gangler E.、Gupta R.、Hayden B.、Karmen Mitchell、Kim A. G.、Kowalski M.、Suzuki N. et al.
    • Journal Title

      The Astrophysical Journal

      Volume: 948 Issue: 1 Pages: 10-10

    • DOI

      10.3847/1538-4357/acad78

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2023-04-13   Modified: 2024-12-25  

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