Gravitational lensing is the relativistic effect generated by massive bodies, which bend the space-time surrounding them. It is a deeply investigated topic in astrophysics and allows validating theoretical relativistic results and studying faint astrophysical objects that would not be visible otherwise. In recent years Machine Learning methods have been applied to support the analysis of the gravitational lensing phenomena by detecting lensing effects in data sets consisting of images associated with brightness variation time series. However, the state-of-art approaches either consider only images and neglect time-series data or achieve relatively low accuracy on the most difficult data sets. This paper introduces DeepGraviLens, a novel multi-modal network that classifies spatio-temporal data belonging to one non-lensed system type and three lensed system types. It surpasses the current state of the art accuracy results by $\approx$ 19% to $\approx$ 43%, depending on the considered data set. Such an improvement will enable the acceleration of the analysis of lensed objects in upcoming astrophysical surveys, which will exploit the petabytes of data collected, e.g., from the Vera C. Rubin Observatory.


翻译:引力透镜是由大质量物体弯曲周围时空而产生的相对论效应。这是天体物理学中一个深入研究的话题,可以验证相对论理论结果并研究不可见的微弱天体物体。近年来,机器学习方法已被应用于支持引力透镜现象的分析,通过检测与亮度变化时间序列相关的图像数据集中的透镜效应。然而,当前的最新方法要么只考虑图像,忽视时间序列数据,要么在最困难的数据集上实现相对较低的准确性。本文介绍了一种新型的多模态网络DeepGraviLens,用于分类属于一个非透镜系统类型和三个透镜系统类型的时空数据。它优于当前状态的准确率结果约19%至43%,具体取决于所考虑的数据集。这样的改进将加快即将到来的天体物理调查中透镜对象的分析,这些调查将利用例如Vera C. Rubin Observatory所收集的PB级数据。

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