Machine Learning and Big Data methods in Astronomy and Astrophysics

Anno
2021
Proponente Enzo Pascale - Professore Associato
Sottosettore ERC del proponente del progetto
PE9_2
Componenti gruppo di ricerca
Componente Categoria
Lorenzo Mugnai Dottorando/Assegnista/Specializzando componente non strutturato del gruppo di ricerca
Marco De Petris Componenti strutturati del gruppo di ricerca
Roberto Maoli Componenti strutturati del gruppo di ricerca
Aishwarya Paliwal Dottorando/Assegnista/Specializzando componente non strutturato del gruppo di ricerca
Andrea Bocchieri Dottorando/Assegnista/Specializzando componente non strutturato del gruppo di ricerca
Componente Qualifica Struttura Categoria
Giovanna Tinetti Full Professor University College London Altro personale aggregato Sapienza o esterni, titolari di borse di studio di ricerca
Quantin Changeat Postdoctoral research assistant University College London Altro personale aggregato Sapienza o esterni, titolari di borse di studio di ricerca
Ingo Waldmann Associate Professor University College London Altro personale aggregato Sapienza o esterni, titolari di borse di studio di ricerca
Billy Edwards Post-doctoral research assistant University College London Altro personale aggregato Sapienza o esterni, titolari di borse di studio di ricerca
Gustavo Yepes Associate Professor Universidad Autonoma de Madrid - Spain Altro personale aggregato Sapienza o esterni, titolari di borse di studio di ricerca
Weiguang Cui Postdoctoral research assistant IfA - University of Edinburgh - United Kingdom Altro personale aggregato Sapienza o esterni, titolari di borse di studio di ricerca
Daniel De Andres Postgraduate student Universidad Autonoma de Madrid - Spain Altro personale aggregato Sapienza o esterni, titolari di borse di studio di ricerca
Florian Ruppin PDRA MIT Kavli Institute for Astrophysics ans Space Research (MKI) Cambridge, MA - USA Altro personale aggregato Sapienza o esterni, titolari di borse di studio di ricerca
Diego Turrini Staff researcher INAF-IAPS Altro personale aggregato Sapienza o esterni, titolari di borse di studio di ricerca
Sylvain Gouyou-Beauchamps Postgraduate student CPPM - Centre de Physique des Particules de Marseille Altro personale aggregato Sapienza o esterni, titolari di borse di studio di ricerca
Roberto Scaramella Astronomo ordinario INAF - Osservatorio di Roma - Italy Altro personale aggregato Sapienza o esterni, titolari di borse di studio di ricerca
Vincenzo Fabrizio Cardone Researcher INAF - Osservatorio di Roma - Italy Altro personale aggregato Sapienza o esterni, titolari di borse di studio di ricerca
Maria Angela Raj Postdoctoral research assistant INAF - Osservatorio di Roma - Italy Altro personale aggregato Sapienza o esterni, titolari di borse di studio di ricerca
Tim Schrabback Full professor Argelander Instutite fur Astronomie, Bonn Altro personale aggregato Sapienza o esterni, titolari di borse di studio di ricerca
Abstract

Astrophysical data sets are increasing in volume and in information density. The upward trend will continue thanks to ground facilities and space observatories, such as the ESA Ariel and Euclid space missions beginning operations within the current decade. This provides us opportunities to investigate from Galactic scales up to cosmological scales with unprecedented accuracy. Spectroscopic surveys of hundreds of exoplanetary atmospheres with Ariel will allow us to explore our Galactic neighbourhood extending, for the first time, comparative planetology beyond the Solar System boundary. The increasing accuracy of cosmological parameters estimates, a trend expected to continue with Euclid, is manifesting tensions between theory and observations. A thrilling opportunity that can be the signal of new physics, or the consequence of systematics that are no longer negligible as error bars shrink.

Astronomical data increasingly exhibit challenges shared with big data: large volumes, high dimensionality, models that are non linear in their parameters or that depend on parameters that cannot be directly constrained from observations. Making progress requires developing new data analysis techniques capable of coping with the rising data complexity.

This project aims at bringing together expertise in exoplanetary characterisation, and cosmology with galaxy clusters, lensing and CMB probes, to address the shared challenge and opportunity of large astrophysical dataset. The investigation will use observations and simulations to assess the performance of machine learning (ML) and Artificial Intelligence (AI) techniques, as well as advanced statistical methods for: i) the chemical characterisation of the atmospheres of 100s of exoplanets; ii) the estimation of the masses of cluster of galaxies needed for cosmological probes; iii) the estimation of systematics and higher order statistic properties of cosmic shear from lensing observations with Euclid.

ERC
PE9_2, PE9_14, PE9_9
Keywords:
SISTEMI PLANETARI, COSMOLOGIA, ASTRONOMIA OSSERVATIVA, BIG DATA, ANALISI DI DATI SPAZIALI

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