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Artificial neural networks for quasar selection and photometric redshift determination

Authors :
Ch Yèche
C. Pichon
I. Paris
Mariana Vargas-Magaña
Nicolás G. Busca
J. M. Le Goff
S. Peirani
Éric Aubourg
Jeffrey A. Rich
J.-Ch. Hamilton
Emmanuel Rollinde
Patrick Petitjean
Institut de Recherches sur les lois Fondamentales de l'Univers (IRFU)
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay
Institut d'Astrophysique de Paris (IAP)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)
APC - Cosmologie
AstroParticule et Cosmologie (APC (UMR_7164))
Observatoire de Paris
Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Observatoire de Paris
Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)
SDSS-III
Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Physique Corpusculaire et Cosmologie - Collège de France (PCC)
Collège de France (CdF)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Collège de France (CdF)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-AstroParticule et Cosmologie (APC (UMR_7164))
Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Observatoire de Paris
PSL Research University (PSL)-PSL Research University (PSL)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Observatoire de Paris
PSL Research University (PSL)-PSL Research University (PSL)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Observatoire de Paris
Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Observatoire de Paris
Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Source :
Astronomy and Astrophysics-A&A, Astronomy and Astrophysics-A&A, EDP Sciences, 2010, 523, pp.A14. ⟨10.1051/0004-6361/200913508⟩, Astronomy and Astrophysics-A&A, 2010, 523, pp.A14. ⟨10.1051/0004-6361/200913508⟩
Publication Year :
2010
Publisher :
HAL CCSD, 2010.

Abstract

7 pages, 7 figures; Context. Baryonic acoustic oscillations (BAO) and their effects on the matter power spectrum can be studied using the Lyman-α absorption signature of the matter density field along quasar (QSO) lines of sight. A measurement sufficiently accurate to provide useful cosmological constraints requires the observation of ~105 quasars in the redshift range 2.2 < z < 3.5 over ~8000 deg2. Such a survey is planned by the Baryon Oscillation Spectroscopic Survey (BOSS) project of the Sloan Digital Sky Survey (SDSS-III). Aims: We assess one of the challenges for this project, that of building from five-band imaging data a list of targets that contains the largest number of quasars in the required redshift range. In practice, we perform a stellar rejection of more than two orders of magnitude with a selection efficiency for quasars better than 50% to magnitudes as bright as g ~ 22. Methods: To obtain an appropriate target list and estimate quasar redshifts, we develop artificial neural networks (ANNs) with a multilayer perceptron architecture. The input variables are photometric measurements, i.e., the object magnitudes and their errors in the five bands (ugriz) of the SDSS photometry. The ANN developed for target selection provides a continuous output variable between 0 for non-quasar point-like objects to 1 for quasars. A second ANN estimates the QSO redshift z using the photometric information. Results: For target selection, we achieve a non-quasar point-like object rejection of 99.6% and 98.5% for a quasar efficiency of, respectively, 50% and 85%, comparable to the performances of traditional methods. The photometric redshift precision is on the order of 0.1 over the region relevant to BAO studies. These statistical methods, developed in the context of the BOSS project, can easily be extended to any quasar selection and/or determination of their photometric redshift.

Details

Language :
English
ISSN :
00046361
Database :
OpenAIRE
Journal :
Astronomy and Astrophysics-A&A, Astronomy and Astrophysics-A&A, EDP Sciences, 2010, 523, pp.A14. ⟨10.1051/0004-6361/200913508⟩, Astronomy and Astrophysics-A&A, 2010, 523, pp.A14. ⟨10.1051/0004-6361/200913508⟩
Accession number :
edsair.doi.dedup.....1d1e71cde5e306ac1cee5b185d8f7746
Full Text :
https://doi.org/10.1051/0004-6361/200913508⟩