Euclid Quick Data Release (Q1). LEMON -- Lens Modelling with Neural networks. Automated and fast modelling of Euclid gravitational lenses with a singular isothermal ellipsoid mass profile
2 LAM - Laboratoire d'Astrophysique de Marseille
3 IAP - Institut d'Astrophysique de Paris
4 LUTH (UMR_8102) - Laboratoire Univers et Théories
5 IAS - Institut d'astrophysique spatiale
6 AIM (UMR_7158 / UMR_E_9005 / UM_112) - Astrophysique Interprétation Modélisation
7 ESA - Agence Spatiale Européenne = European Space Agency
8 IP2I Lyon - Institut de Physique des 2 Infinis de Lyon
9 CPPM - Centre de Physique des Particules de Marseille
10 CC-IN2P3 - Centre de Calcul de l'IN2P3
11 LAGRANGE - Joseph Louis LAGRANGE
12 APC (UMR_7164) - AstroParticule et Cosmologie
13 CPB - Centre Pierre Binétruy
14 CNES - Centre National d'Études Spatiales [Toulouse]
15 IRAP - Institut de recherche en astrophysique et planétologie
16 LERMA - Laboratoire d'Etude du Rayonnement et de la Matière en Astrophysique et Atmosphères = Laboratory for Studies of Radiation and Matter in Astrophysics and Atmospheres
17 GEPI - Galaxies, Etoiles, Physique, Instrumentation
18 UPD7 - Université Paris Diderot - Paris 7
19 Université de Lille, Sciences et Technologies
20 ObAS - Observatoire astronomique de Strasbourg
21 IRFU - Institut de Recherches sur les lois Fondamentales de l'Univers
22 LPSC - Laboratoire de Physique Subatomique et de Cosmologie
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Résumé
The Euclid mission aims to survey around 14000 deg^2 of extragalactic sky, providing around 10^5 gravitational lens images. Modelling of gravitational lenses is fundamental to estimate the total mass of the lens galaxy, along with its dark matter content. Traditional modelling of gravitational lenses is computationally intensive and requires manual input. In this paper, we use a Bayesian neural network, LEns MOdelling with Neural networks (LEMON), for modelling Euclid gravitational lenses with a singular isothermal ellipsoid mass profile. Our method estimates key lens mass profile parameters, such as the Einstein radius, while also predicting the light parameters of foreground galaxies and their uncertainties. We validate LEMON's performance on both mock Euclid data sets, real Euclidised lenses observed with Hubble Space Telescope (hereafter HST), and real Euclid lenses found in the Perseus ERO field, demonstrating the ability of LEMON to predict parameters of both simulated and real lenses. Results show promising accuracy and reliability in predicting the Einstein radius, axis ratio, position angle, effective radius, Sérsic index, and lens magnitude for simulated lens galaxies. The application to real data, including the latest Quick Release 1 strong lens candidates, provides encouraging results, particularly for the Einstein radius. We also verified that LEMON has the potential to accelerate traditional modelling methods, by giving to the classical optimiser the LEMON predictions as starting points, resulting in a speed-up of up to 26 times the original time needed to model a sample of gravitational lenses, a result that would be impossible with randomly initialised guesses. This work represents a significant step towards efficient, automated gravitational lens modelling, which is crucial for handling the large data volumes expected from Euclid.