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翻译：郭皓存
校对：牧夫天文校对组
编排：陈宏宇
后台：库特莉亚芙卡 李子琦 徐⑨坤
原文链接：https://scitechdaily.com/graduate-students-badass-code-has-astronomical-benefits/
一名加州大学河滨分校的天文统计学学生雷明顿·塞克斯顿(Remington O. Sexton)，运用他在就学三年中学会的技能，写出了开源、免费、且造福全球各地天文学家的代码。
项目名称缩写为"BADASS"，在英文中有着坏蛋、碉堡了的意思，其实是“基于斯隆数字化巡天的活动星系核贝叶斯分解分析(Bayesian AGN Decomposition Analysis for SDSS Spectra)”的英文缩写。此项目运用进阶统计学方法拟合活动星系核(active galactic nuclei, AGNs)的天文光谱，资料来源为斯隆数字化巡天(Sloan Digital Sky Survey, SDSS)。
“这个项目的特殊性在于它可以基于除了恒星运动以外的多种成分做拟合，而且是用科学界非常受欢迎的Python语言写的。因为代码架构是按照高通用性去设计的，所以除了活动星系核以外，还可以对正常星系进行拟合。”雷明顿说到。他在2020年9月拿到了物理和天文的博士学位。此项目已发表于皇家天文学会月报2021年1月刊。
BADASS代码的范例输出，可以看到各线条代表各个成分拟合出的结果。这一份拟合使用到了43个独立的参数。
Credit: 雷明顿·塞克斯顿
不同的天体会产生非常不同的光谱，因此天文学家常常利用光谱辨认天体。假如没有中间物质介入的话，一个天体的光谱会看起来非常连续。天文学家遇到的一大难题就是把一个星系其他星光的光谱，从活动星系核产生的星光中分离出来。活动星系核指的是那些在星系中心，活跃着吸积星际气体等材料的特大质量黑洞。活动星系核虽然很常见，但不是每个星系都有；相对的，特大质量黑洞则被普遍认为存在于所有星系的中心。在我们生活的银河系这类"正常"星系中，活跃着吸积的黑洞是比较少见的。
“把活动星系核的光和星系其他来源产生的光两者分离一直是一个大问题，而BADASS除了可以被用来拟合许多不同的天体以外，还能同时拟合恒星运动和其他成分。在过去，恒星运动和其他成分一般是通过两个步骤完成拟合的，而这会导致偏差和不确定性。最佳的做法就是同时拟合所有的成分，而BADASS提供了这个工具。”雷明顿解释到。
一个范例参数的chain、burn-in、直方图、最佳拟合曲线和不確定度输出。
Credit: 雷明顿·塞克斯顿
这个项目同时也可以被用于侦测和拟合常见于光学发射线特征的外流电离气体（指能从宿主星系和黑洞的引力影响逃脱的星际气体的宏观移动），之前科学界并没有过类似的工具。“外流电离气体或可解释超大质量黑洞和星系如何在宏观时间尺度上互相影响、演化，因此在过去的10年以来一直是非常热门的研究话题。”加州大学河滨分校物理学和天文学教授，雷明顿的博士生导师加布里埃拉·卡纳利佐(Gabriela Canalizo)说。
以实战经验来说，BADASS目前主要还是被用来拟合活动星系核。但雷明顿强调：“就算是没有活动星系核的星系也可以进行拟合，甚至是独立的恒星也可以。目前来说，BADASS只能被用于天文光谱，但是它所基于的统计学模型可以被通用化，并用于任何的波谱分析。”
促使论文作者开发此工具的另一动机，是因为之前做类似分析的主流编程语言，IDL（交互式数据语言， Interactive Data Language）是付费工具。相比之下，此工具使用的Python语言有着免费、开源等优点，意味着它有着更庞大的使用者社群，且为社区共同维护改善。“BADASS位于Github上（https://github.com/remingtonsexton/BADASS3），只要安装Python和一些依赖包，任何人都可以免费使用。因为这套工具可以在可见光谱用于拟合外流电离气体，我希望它能在这个越来越热门的研究领域大放光彩。”雷明顿说到。
除了雷明顿和布里埃拉以外，本项目的参与人员还有：弗吉尼亚州乔治·梅森大学的威廉·马茨科（William Matzko）、同为加州大学河滨分校的Nicholas Darden和加州喷气推进实验室的Varoujan Gorjian。这项研究得到了美国国家科学基金会和NASA MIRO计划的部分支持，以研究生奖学金（超大型数据集奖学金和实习计划，Fellowships and Internships for Extremely Large Data Sets, FIELDS）的形式提供。
原论文“Bayesian AGN Decomposition Analysis for SDSS spectra: a correlation analysis of [O III] λ5007 outflow kinematics with AGN and host galaxy properties”可以在皇家天文学会月报2021年1月刊和arXiv 上阅读：
https://academic.oup.com/mnras/article-abstract/500/3/2871/5941534?redirectedFrom=fulltext
https://arxiv.org/abs/2010.09748
责任编辑：郭皓存
牧夫新媒体编辑部
『天文湿刻』 牧夫出品
图中呈现的是被南美洲地区(现今巴西)的土著图皮人称为老人的星座。这个老人星座在现代的星座划分中包含了多个星座的部分：老人的头部是毕星团；他的一条腿是猎户座腰带三星；在图皮人的民间传说中，老人的另一条腿被他生气的妻子砍断，导致这条腿在橙色恒星参宿四这里截止；左上角的昴星团被认为是他头上的羽毛。图片中，老人星座的形象正好与前景中的瘸腿人像相呼应。
图片来源：NASA
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