Euclid Quick Data Release (Q1). AgileLens: A scalable CNN-based pipeline for strong gravitational lens identification

Journal: arXiv
Published Date:

Abstract

We present an end-to-end, iterative pipeline for efficient identification of strong galaxy--galaxy lensing systems, applied to the Euclid Q1 imaging data. Starting from VIS catalogues, we reject point sources, apply a magnitude cut (I$_E$ $\leq$ 24) on deflectors, and run a pixel-level artefact/noise filter to build 96 $\times$ 96 pix cutouts; VIS+NISP colour composites are constructed with a VIS-anchored luminance scheme that preserves VIS morphology and NISP colour contrast. A VIS-only seed classifier supplies clear positives and typical impostors, from which we curate a morphology-balanced negative set and augment scarce positives. Among the six CNNs studied initially, a modified VGG16 (GlobalAveragePooling + 256/128 dense layers with the last nine layers trainable) performs best; the training set grows from 27 seed lenses (augmented to 1809) plus 2000 negatives to a colour dataset of 30,686 images. After three rounds of iterative fine-tuning, human grading of the top 4000 candidates ranked by the final model yields 441 Grade A/B candidate lensing systems, including 311 overlapping with the existing Q1 strong-lens catalogue, and 130 additional A/B candidates (9 As and 121 Bs) not previously reported. Independently, the model recovers 740 out of 905 (81.8%) candidate Q1 lenses within its top 20,000 predictions, considering off-centred samples. Candidates span I$_E$ $\simeq$ 17--24 AB mag (median 21.3 AB mag) and are redder in Y$_E$--H$_E$ than the parent population, consistent with massive early-type deflectors. Each training iteration required a week for a small team, and the approach easily scales to future Euclid releases; future work will calibrate the selection function via lens injection, extend recall through uncertainty-aware active learning, explore multi-scale or attention-based neural networks with fast post-hoc vetters that incorporate lens models into the classification.

Authors

  • Euclid Collaboration; X. Xu; R. Chen; T. Li; A. R. Cooray; S. Schuldt; J. A. Acevedo Barroso; D. Stern; D. Scott; M. Meneghetti; G. Despali; J. Chopra; Y. Cao; M. Cheng; J. Buda; J. Zhang; J. Furumizo; R. Valencia; Z. Jiang; C. Tortora; N. E. P. Lines; T. E. Collett; S. Fotopoulou; A. Galan; A. Manjón-García; R. Gavazzi; L. Iwamoto; S. Kruk; M. Millon; P. Nugent; C. Saulder; D. Sluse; J. Wilde; M. Walmsley; F. Courbin; R. B. Metcalf; B. Altieri; A. Amara; S. Andreon; N. Auricchio; C. Baccigalupi; M. Baldi; A. Balestra; S. Bardelli; P. Battaglia; R. Bender; A. Biviano; E. Branchini; M. Brescia; S. Camera; V. Capobianco; C. Carbone; V. F. Cardone; J. Carretero; S. Casas; M. Castellano; G. Castignani; S. Cavuoti; A. Cimatti; C. Colodro-Conde; G. Congedo; C. J. Conselice; L. Conversi; Y. Copin; H. M. Courtois; M. Cropper; A. Da Silva; H. Degaudenzi; G. De Lucia; C. Dolding; H. Dole; F. Dubath; X. Dupac; S. Dusini; S. Escoffier; M. Farina; R. Farinelli; S. Farrens; S. Ferriol; F. Finelli; P. Fosalba; M. Frailis; E. Franceschi; M. Fumana; S. Galeotta; K. George; W. Gillard; B. Gillis; C. Giocoli; P. Gómez-Alvarez; J. Gracia-Carpio; A. Grazian; F. Grupp; S. V. H. Haugan; W. Holmes; F. Hormuth; A. Hornstrup; K. Jahnke; M. Jhabvala; B. Joachimi; S. Kermiche; A. Kiessling; B. Kubik; M. Kümmel; M. Kunz; H. Kurki-Suonio; A. M. C. Le Brun; S. Ligori; P. B. Lilje; V. Lindholm; I. Lloro; G. Mainetti; E. Maiorano; O. Mansutti; S. Marcin; O. Marggraf; M. Martinelli; N. Martinet; F. Marulli; R. J. Massey; E. Medinaceli; S. Mei; M. Melchior; E. Merlin; G. Meylan; A. Mora; M. Moresco; L. Moscardini; R. Nakajima; C. Neissner; R. C. Nichol; S. -M. Niemi; J. W. Nightingale; C. Padilla; S. Paltani; F. Pasian; K. Pedersen; W. J. Percival; V. Pettorino; G. Polenta; M. Poncet; L. A. Popa; F. Raison; A. Renzi; J. Rhodes; G. Riccio; E. Romelli; M. Roncarelli; R. Saglia; Z. Sakr; D. Sapone; M. Schirmer; P. Schneider; T. Schrabback; A. Secroun; G. Seidel; E. Sihvola; P. Simon; C. Sirignano; G. Sirri; L. Stanco; P. Tallada-Crespí; A. N. Taylor; I. Tereno; N. Tessore; S. Toft; R. Toledo-Moreo; F. Torradeflot; I. Tutusaus; L. Valenziano; J. Valiviita; T. Vassallo; G. Verdoes Kleijn; A. Veropalumbo; Y. Wang; J. Weller; A. Zacchei; G. Zamorani; F. M. Zerbi; E. Zucca; M. Ballardini; M. Bolzonella; C. Burigana; R. Cabanac; M. Calabrese; A. Cappi; T. Castro; J. A. Escartin Vigo; L. Gabarra; S. Hemmati; J. Macias-Perez; R. Maoli; J. Martín-Fleitas; N. Mauri; P. Monaco; A. A. Nucita; A. Pezzotta; M. Pöntinen; I. Risso; V. Scottez; M. Sereno; M. Tenti; M. Tucci; M. Viel; M. Wiesmann; Y. Akrami; I. T. Andika; G. Angora; S. Anselmi; M. Archidiacono; F. Atrio-Barandela; L. Bazzanini; P. Bergamini; D. Bertacca; M. Bethermin; F. Beutler; L. Blot; S. Borgani; M. L. Brown; S. Bruton; A. Calabro; B. Camacho Quevedo; F. Caro; C. S. Carvalho; F. Cogato; S. Conseil; O. Cucciati; S. Davini; G. Desprez; A. Díaz-Sánchez; S. Di Domizio; J. M. Diego; P. -A. Duc; V. Duret; M. Y. Elkhashab; A. Enia; Y. Fang; A. Finoguenov; A. Franco; K. Ganga; T. Gasparetto; E. Gaztanaga; F. Giacomini; F. Gianotti; G. Gozaliasl; M. Guidi; C. M. Gutierrez; A. Hall; C. Hernández-Monteagudo; H. Hildebrandt; J. Hjorth; J. J. E. Kajava; Y. Kang; V. Kansal; D. Karagiannis; K. Kiiveri; J. Kim; C. C. Kirkpatrick; F. Lepori; G. Leroy; G. F. Lesci; J. Lesgourgues; T. I. Liaudat; S. J. Liu; M. Magliocchetti; E. A. Magnier; F. Mannucci; C. J. A. P. Martins; L. Maurin; M. Miluzio; C. Moretti; G. Morgante; K. Naidoo; A. Navarro-Alsina; S. Nesseris; D. Paoletti; F. Passalacqua; K. Paterson; L. Patrizii; A. Pisani; D. Potter; G. W. Pratt; S. Quai; M. Radovich; K. Rojas; W. Roster; S. Sacquegna; M. Sahlén; D. B. Sanders; E. Sarpa; C. Scarlata; A. Schneider; M. Schultheis; D. Sciotti; E. Sellentin; L. C. Smith; K. Tanidis; C. Tao; F. Tarsitano; G. Testera; R. Teyssier; S. Tosi; A. Troja; A. Venhola; D. Vergani; G. Vernardos; G. Verza; S. Vinciguerra; N. A. Walton; A. H. Wright; H. W. Yeung