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利用图神经网络估计模拟星系团中的暗物质晕质量

星系天体物理 2024-11-20 v1 宇宙学与河外天体物理 天体物理仪器与方法 人工智能

摘要

星系在暗物质晕中生长与演化。由于暗物质不可见,星系的晕质量(Mhalo\rm{M}_{\rm{halo}})必须通过间接方式推断。我们提出了一种图神经网络(GNN)模型,利用 IllustrisTNG 模拟套件的数据,从模拟星系团中的恒星质量(M\rm{M}_{*})预测 Mhalo\rm{M}_{\rm{halo}}。与随机森林等传统机器学习模型不同,我们的 GNN 通过利用星系邻居之间的空间与运动学关系,捕获了星系团信息丰富的子结构。在 TNG-Cluster 数据集上训练并在 TNG300 模拟上独立测试的 GNN 模型,与我们测试的其他基线模型相比取得了更优的预测性能。未来的工作将把该方法扩展至不同的模拟和真实观测数据集,以进一步验证 GNN 模型的泛化能力。

关键词

引用

@article{arxiv.2411.12629,
  title  = {Estimating Dark Matter Halo Masses in Simulated Galaxy Clusters with Graph Neural Networks},
  author = {Nikhil Garuda and John F. Wu and Dylan Nelson and Annalisa Pillepich},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2411.12629},
  year   = {2024}
}

备注

9 pages, 4 figures, accepted at the NeurIPS ML4PS 2024 workshop