[論文レビュー] Microlensing model fitting with MulensModel

R. Poleski, Jennifer C. Yee|arXiv (Cornell University)|Mar 2, 2018

Stellar, planetary, and galactic studies参考文献 77被引用数 3

ひとこと要約

MulensModel は、単一および二重レンズにおける重力微小レンズ効果の高精度なモデル適合を可能にするソフトウェアパッケージであり、縁減衰を示す拡張された源や、年齢および人工衛星による微小レンズパラメータ効果を含む高度な効果を組み込む。正確な増幅曲線と適合度統計を提供し、現在および将来の微小レンズ調査、特に NASA の WFIRST 任務の分析を支援する。

ABSTRACT

We introduce MulensModel, a software package for gravitational microlensing calculations. The package provides a framework for calculating microlensing model magnification curves and goodness-of-fit statistics for microlensing events with single and binary lenses as well as a variety of higher-order effects: extended sources with limb-darkening, annual microlensing parallax, and satellite microlensing parallax. The software could also be used for analysis of the planned microlensing survey by the NASA flag-ship WFIRST satellite. MulensModel is available at this https URL

研究の動機と目的

• 高精度で包括的なソフトウェアフレームワークを構築し、重力微小レンズ現象をモデル化すること。
• 単一および二重レンズを含む微小レンズ現象の分析を支援すること。
• 縁減衰を示す拡張された源を伴う微小レンズ光曲線の適合を可能にすること。
• 年齢および人工衛星ベースの微小レンズパラメータ効果を組み込み、現象のより良い特徴付けを可能にすること。
• 近い将来の微小レンズ調査、特に WFIRST 宇宙ミッションに備えること。

提案手法

• ソフトウェアは、一般のレンズ幾何学における点状および拡張された源の解析的解を用いて増幅曲線を計算する。
• 標準の縁減衰則を用いて、恒星源における縁減衰効果をモデル化する。
• 地球の軌道運動をレンズ-源線の視線に対して相対的にモデル化することで、年齢パラメータ効果を組み込む。
• 人工衛星の運動（例：WFIRST からのもの）を含むようにパラメータ効果モデルを拡張することで、人工衛星による微小レンズパラメータ効果をシミュレートする。
• 観測された光曲線とモデルを比較するために、標準的な χ² 最小化技術を用いて適合度統計を計算する。
• 将来的な発展に向け、追加の物理的効果の統合を可能にするように、拡張可能なフレームワークとして設計されている。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 MulensModel は、拡張された源を伴う単一および二重レンズの微小レンズ光曲線をどの程度正確にモデル化できるか？
• RQ2 年齢および人工衛星パラメータ効果を含めることで、微小レンズ光曲線の適合度はどの程度向上するか？
• RQ3 MulensModel は、計画中の WFIRST 微小レンズ調査のデータ分析を効果的に支援できるか？
• RQ4 ソフトウェアは、微小レンズ現象モデル化における縁減衰源効果をどの程度うまく処理できるか？
• RQ5 複雑な微小レンズ現象の適合において、MulensModel の計算効率および信頼性はいかがなものか？

主な発見

• MulensModel は、拡張された源を伴う単一および二重レンズ系の正確な増幅曲線を計算できることを確認した。
• 縁減衰モデルの組み込みにより、恒星源の光曲線シミュレーションの忠実度が向上した。
• 年齢および人工衛星パラメータ効果が正確にモデル化されており、レンズおよび源のパラメータの制約がより良好に可能となった。
• χ² 最小化を用いた堅牢な適合度統計が提供され、信頼性の高いモデル比較が可能となった。
• MulensModel はプロダクション環境で使用可能であり、WFIRST などの将来的な宇宙ベースの微小レンズ調査に適している。
• フレームワークは拡張可能で、文書化が整っており、微小レンズ研究コミュニティによる採用を容易にする。