Hunting elusive excess variance in big LOFAR data
| Promotie: | Mw. H.Y. (Hyoyin) Gan |
| Wanneer: | 06 oktober 2022 |
| Aanvang: | 09:00 |
| Promotor: | prof. dr. L.V.E. (Léon) Koopmans |
| Copromotor: | M.H.F. (Michael (he/him)) Wilkinson, Dr |
| Waar: | Academiegebouw RUG |
| Faculteit: | Science and Engineering |
Nieuwe analysemethoden voor astronomische en medische beelden
De Reionisatiefase (Epoch of Reionization, EoR) is een keerpunt in de geschiedenis van het universum. In die fase werd het overwegend neutrale intergalactische medium geïoniseerd en vormden zich de eerste lichtgevende bronnen. LOFAR (Low Frequency Array) is een radio-interferometer die het 21-cm-signaal van de EoR kan detecteren. De detectie is een uitdaging vanwege de heldere astrofysische voorgrond, radiofrequentie-interferentie, storende effecten in de ionosfeer van de aarde en instrumentele effecten. Maar ook na kalibratie zijn de overblijvende residuen hoger dan de geschatte thermische ruis, bekend als de “overmatige variantie".
Het promotieonderzoek van Hyoyin Gan was gewijd aan het bestuderen van complexe correlaties tussen de overmatige variantie en haar bronnen. Zo ontdekte zij dat de overmatige variantie afhankelijk is van de lokale siderische tijd, die gerelateerd is aan verre en heldere bronnen aan de hemel zoals Cassiopeia A en Cygnus A. Verder vergeleek zij de prestaties van een nieuwe richtingsafhankelijke kalibratiemethode, DDECAL, met de momenteel gebruikte methode, SAGECAL. Dit deed Gan voor een tot nu toe nog niet onderzocht veld rond ons hoofdveld, de Noordelijke Hemelpool. Soortgelijke residuen van Cassiopeia A en Cygnus A zijn ook in deze analyse te zien.
Om de bijdrage van heldere bronnen in hemelbeelden efficiënter te identificeren, stelde Gan een nieuw methode van data-analyse voor, Self-Organising Attribute Maps. Deze methode verkent clusters in vectorattributen van een componentenboom, de max-boom, met een unsupervised machine learning techniek, de zogeheten self-organising maps. De toepassingen op LOFAR-hemelbeelden en ook op medische beelden laten zien dat deze methode veelbelovend is voor de verkenning van morfologische kenmerken in beelden zonder het handmatig begrenzen van vectorattributen.
Hyoyin Gan verrichtte haar promotieonderzoek bij de afdeling Sterrenkunde van het Kapteyn Instituut met financiering via een Europese Marie Skłodowska-Curie COFUND subsidie. Zij werkt nu als postdoc aan de University of British Columbia.