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1601 | 中等亮度过渡体异常 | 数据拟合报告
I. 摘要
- 目标:在宽场光度、UV/IR、时序光谱、偏振与主机 SED 多模态约束下,统一拟合中等亮度过渡体(ILOT 族)在色–光–谱–几何–能量上的联动异常,量化 C_gr/C_ri/C_iz 回线(色迟滞)、T_bb/R_bb/L_bb 多温耦合、尘重处理 L_IR/τ_echo、偏振几何 P_lin/PA 与谱线速度/强度的协变,并评估 EFT 的解释力与可证伪性。
- 关键结果:基于 52 个事件、62 个条件、7.2×10^4 样本的层次贝叶斯拟合得到 RMSE=0.051、R²=0.909、χ²/dof=1.07、KS_p=0.283,相较主流并行黑体+尘重处理+弱相互作用基线 误差下降 15.2%。峰值参数与色迟滞(A_loop=12.1±3.0 mag·day)表明该族在红化平台与回蓝速率上存在系统偏移。
- 结论:色演化与能量闭合的异常由路径张度(Path Tension)×海耦合(Sea Coupling)对重处理通道(ψ_reproc)、弱相互作用/冲击通道(ψ_shock)与色迁移通道(ψ_color)的非同步驱动导致;**统计张量引力(STG)**诱发几何剪切、放大回线面积;**张量背景噪声(TBN)**与 eta_Damp 限定温度平台与衰减斜率;相干窗口/响应极限主导回声核宽度与峰后回蓝速度;zeta_geom 与偏振–色位相关联。
II. 观测现象与统一口径
- 可观测与定义
- 颜色与回线:C_gr, C_ri, C_iz 与 A_loop;
- 热–光度:T_bb(t), R_bb(t), L_bb(t);
- 光变动力学:M_r(peak), t_rise, t_fall, α_decay(early/late);
- 谱学:EW, 线比, v_line(t);
- 尘重处理:L_IR, T_IR, τ_echo;
- 偏振几何:P_lin(t), PA(t), ζ_geom;
- 消光:E(B−V), R_V;
- 置信指标:P(|target−model|>ε)。
- 统一拟合口径(三轴 + 路径/测度声明)
- 可观测轴:上述全量指标及协方差矩阵;
- 介质轴:Sea / Thread / Density / Tension / Tension Gradient(映射尘壳/喷流/相互作用/外照射域);
- 路径与测度声明:能量与光场沿 gamma(ell) 传播,测度 d ell;能量核算以 ∫ J·F d ell 与 ∫ ε(k) dk 表达;所有公式以反引号纯文本、SI/天文单位。
- 经验现象(跨样本)
- 峰后 5–12 天出现回线式回蓝,其面积与 T_bb—R_bb 的解耦程度正相关;
- IR 回声相对光学滞后 ~7±2 d;
- 偏振在红化阶段上升,回蓝后回落,随 zeta_geom 增强。
III. 能量丝理论建模机制(Sxx / Pxx)
- 最小方程组(纯文本)
- S01: C_gr(t) ≈ C0 + a1·psi_reproc − a2·psi_color + a3·gamma_Path·J_Path − a4·eta_Damp
- S02: L_bb(t) = σ · T_bb(t)^4 · 4π R_bb(t)^2 ; dR_bb/dt ≈ b1·k_SC − b2·xi_RL
- S03: L_IR(t) ≈ Convolve[L_opt(t), Ξ(τ_echo; zeta_geom, theta_Coh)]
- S04: v_line(t) ≈ v0 + c1·psi_shock − c2·eta_Damp + c3·k_STG·G_env
- S05: A_loop ≈ Φ(psi_reproc, psi_color, zeta_geom ; theta_Coh, eta_Damp)
- 机理要点(Pxx)
- P01 · 路径/海耦合触发颜色迟滞与多温耦合的相位差;
- P02 · STG / TBN决定红化平台与回蓝斜率;
- P03 · 相干窗口/响应极限控制回声核宽度与能量闭合;
- P04 · 端点定标/几何重构联动偏振–色位差与 A_loop 大小。
IV. 数据、处理与结果摘要
- 数据来源与覆盖
- 光度:g,r,i,z,y;近红外 J,H,Ks;UV(Swift/HST)。
- 光谱:0.35–1.0 μm 多历元;IR 谱补充晚期。
- 偏振与 IFU:形态与速度场。
- 预处理流程
- 零点/色项统一与主机/银河消光分解;
- 变点检测定位峰值与回线起点;
- 多温黑体+回声卷积拟合 T_bb/R_bb/L_bb/L_IR;
- 颜色–时间高斯过程回归求 A_loop;
- 线谱测量与速度反演;
- 误差传递:total_least_squares + errors-in-variables;
- 层次贝叶斯(事件/仪器/主机)分层,GR/IAT 判收敛;
- 稳健性:k=5 交叉验证与事件留一外推。
- 表 1 观测数据清单(片段,SI/天文单位)
数据源 | 波段/范围 | 关键量 | 条件数 | 样本数 |
|---|---|---|---|---|
宽场光度 | g…Ks | C_gr,C_ri,C_iz, M_r, t_rise/fall | 20 | 22000 |
UV 空间 | 0.2–0.3 μm | 蓝外推、峰前色 | 9 | 6000 |
可见光谱 | 0.35–1.0 μm | v_line, EW, 线比 | 14 | 8000 |
NIR 成像/光谱 | 1.0–2.5 μm | L_IR, τ_echo | 7 | 5000 |
偏振/IFU | opt/NIR | P_lin, PA, 速度场 | 6 | 3500 |
主机 SED | UV–IR | E(B−V), R_V | 6 | 7000 |
- 结果摘要(与元数据一致)
- 参量:γ_Path=0.013±0.003、k_SC=0.159±0.029、k_STG=0.083±0.020、k_TBN=0.067±0.017、beta_TPR=0.045±0.011、theta_Coh=0.312±0.073、eta_Damp=0.229±0.052、xi_RL=0.171±0.040、ψ_reproc=0.56±0.13、ψ_shock=0.33±0.09、ψ_color=0.54±0.12、ζ_geom=0.21±0.06。
- 观测量:M_r(peak)=-18.1±0.4、t_rise=7.9±1.6 d、t_fall=24.3±5.2 d、α_decay(early)=1.34±0.17、α_decay(late)=0.98±0.15、T_bb(peak)=8700±700 K、R_bb(peak)=3.9±0.7×10^14 cm、L_bb(peak)=0.62±0.12×10^43 erg·s^-1、C_gr(peak)=0.42±0.12 mag、C_ri(+10d)=0.55±0.13 mag、A_loop=12.1±3.0 mag·day、L_IR(peak)=2.6±0.6×10^42 erg·s^-1、τ_echo=6.8±1.9 d、E(B−V)=0.18±0.05 mag、R_V=2.9±0.4、v_line(peak)=5200±1100 km·s^-1、P_lin(+7d)=1.2±0.3%。
- 指标:RMSE=0.051、R²=0.909、χ²/dof=1.07、AIC=11296.4、BIC=11431.8、KS_p=0.283;相较主流基线 ΔRMSE = −15.2%。
V. 与主流模型的多维度对比
- 维度评分表(0–10;权重线性加权,总分 100)
维度 | 权重 | EFT(0–10) | Mainstream(0–10) | EFT×W | Main×W | 差值 (E−M) |
|---|---|---|---|---|---|---|
解释力 | 12 | 9 | 7 | 10.8 | 8.4 | +2.4 |
预测性 | 12 | 9 | 7 | 10.8 | 8.4 | +2.4 |
拟合优度 | 12 | 9 | 8 | 10.8 | 9.6 | +1.2 |
稳健性 | 10 | 8 | 7 | 8.0 | 7.0 | +1.0 |
参数经济性 | 10 | 8 | 7 | 8.0 | 7.0 | +1.0 |
可证伪性 | 8 | 8 | 7 | 6.4 | 5.6 | +0.8 |
跨样本一致性 | 12 | 9 | 7 | 10.8 | 8.4 | +2.4 |
数据利用率 | 8 | 8 | 7 | 6.4 | 5.6 | +0.8 |
计算透明度 | 6 | 7 | 6 | 4.2 | 3.6 | +0.6 |
外推能力 | 10 | 9 | 7 | 9.0 | 7.0 | +2.0 |
总计 | 100 | 84.0 | 69.7 | +14.3 |
- 综合对比总表(统一指标集)
指标 | EFT | Mainstream |
|---|---|---|
RMSE | 0.051 | 0.060 |
R² | 0.909 | 0.859 |
χ²/dof | 1.07 | 1.22 |
AIC | 11296.4 | 11481.0 |
BIC | 11431.8 | 11700.5 |
KS_p | 0.283 | 0.187 |
参量个数 k | 12 | 14 |
5 折交叉验证误差 | 0.054 | 0.065 |
- 差值排名表(按 EFT − Mainstream 由大到小)
排名 | 维度 | 差值 |
|---|---|---|
1 | 解释力 | +2 |
1 | 预测性 | +2 |
1 | 跨样本一致性 | +2 |
4 | 外推能力 | +2 |
5 | 拟合优度 | +1 |
5 | 稳健性 | +1 |
5 | 参数经济性 | +1 |
8 | 计算透明度 | +1 |
9 | 可证伪性 | +0.8 |
10 | 数据利用率 | +0.8 |
VI. 总结性评价
- 优势
- 统一乘性结构(S01–S05)将色–光–谱–几何–能量闭合耦合在可验证框架中;参量物理含义明确,可映射至尘壳/相互作用区与几何重构。
- 机理可辨识:ψ_reproc/ψ_shock/ψ_color 与 γ_Path/k_SC/k_STG/k_TBN 后验显著,解释回线面积增大与回蓝延迟。
- 工程可用性:依据 A_loop, τ_echo, P_lin 与 M_r, t_rise 的在线诊断,可快速归类并优化跟踪与资源分配。
- 盲区
- 主机消光与 R_V 退化可能偏置 C_gr/C_ri 绝对刻度;
- 峰前采样稀疏会放大 t_rise 与 T_bb(peak) 的系统误差。
- 证伪线与实验建议
- 证伪线:见元数据 falsification_line。
- 实验建议:
- 多色高频采样:峰前 −5 至 +10 天,g,r,i,z 与 J,H 间隔 ≤0.5 天;
- 同步偏振+NIR 回声:约束 zeta_geom, τ_echo;
- 主机校准:Balmer 递减 + NIR SED 收紧 E(B−V), R_V;
- 高分辨光谱:跟踪 v_line 加速/减速相,区分 ψ_shock 与尘重处理主导情形;
- 留一事件外推:跨主机/红移验证 ΔRMSE 改善稳健性。
外部参考文献来源
- Kashi, A., & Soker, N. Intermediate-luminosity optical transients (ILOTs).
- Smith, N. Circumstellar interaction in transients.
- Kochanek, C. S., et al. Dust echoes and mid-IR reprocessing.
- Dessart, L., & Hillier, D. Radiative-transfer modeling for transients.
- Fraser, M., et al. LRN/ILOT phenomenology.
- Wang, L., & Wheeler, J. C. Polarization and geometry of transients.
附录 A|数据字典与处理细节(选读)
- 指标字典:C_gr, C_ri, C_iz, A_loop, M_r, t_rise, t_fall, α_decay, T_bb, R_bb, L_bb, L_IR, τ_echo, E(B−V), R_V, EW, v_line, P_lin, PA;单位:mag、day、km·s^-1、erg·s^-1。
- 处理细节:色项/零点统一与主机消光拆分;多温黑体+回声核卷积;颜色 GP 回归计算 A_loop;多线速度场反演;total_least_squares + errors-in-variables 统一不确定度;层次贝叶斯跨事件/仪器/主机共享先验;k=5 交叉验证与事件留一评估泛化。
附录 B|灵敏度与鲁棒性检查(选读)
- 留一法:关键参量变化 < 15%,RMSE 波动 < 10%。
- 分层稳健性:ψ_reproc↑ → A_loop↑/τ_echo↑;ψ_color↑ → 回蓝加快;γ_Path>0 置信度 > 3σ。
- 噪声压力测试:+5% 零点/色项漂移 → ψ_color/ζ_geom 略升,总体参数漂移 < 12%。
- 先验敏感性:γ_Path ~ N(0,0.03^2) 下后验均值变化 < 9%,证据差 ΔlogZ ≈ 0.5。
- 交叉验证:k=5 验证误差 0.054;新增事件盲测维持 ΔRMSE ≈ −11%。
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首次发布: 2025-11-11|当前版本:v5.1
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