A key ingredient for semi-analytic models (SAMs) of galaxy formation is the mass assembly history of haloes, encoded in a tree structure. The most commonly used method to construct halo merger histories is based on the outcomes of high-resolution, computationally intensive N-body simulations. We show that machine learning (ML) techniques, in particular Generative Adversarial Networks (GANs), are a promising new tool to tackle this problem with a modest computational cost and retaining the best features of merger trees from simulations. We train our GAN model with a limited sample of merger trees from the Evolution and Assembly of GaLaxies and their Environments (EAGLE) simulation suite, constructed using two halo finders-tree builder algorithms: SUBFIND-D-TREES and ROCKSTAR-ConsistentTrees. Our GAN model successfully learns to generate well-constructed merger tree structures with high temporal resolution, and to reproduce the statistical features of the sample of merger trees used for training, when considering up to three variables in the training process. These inputs, whose representations are also learned by our GAN model, are mass of the halo progenitors and the final descendant, progenitor type (main halo or satellite) and distance of a progenitor to that in the main branch. The inclusion of the latter two inputs greatly improves the final learned representation of the halo mass growth history, especially for SUBFIND-like ML trees. When comparing equally sized samples of ML merger trees with those of the EAGLE simulation, we find better agreement for SUBFIND-like ML trees. Finally, our GAN-based framework can be utilised to construct merger histories of low- and intermediate-mass haloes, the most abundant in cosmological simulations.


翻译:银河形成半分析模型(SAMS)的一个关键要素是成树结构编码的光环的大规模组装历史。建造光环合并历史最常用的方法是基于高分辨率、计算密集的N体模拟的结果。我们显示,机器学习技术,特别是基因反转网络(GANs)是一个很有希望的新工具,可以以较低的计算成本解决这个问题,并保留模拟中合并树的最佳特征。我们用有限样本来对GaLaxies进化大会及其环境大会(EAGLE)的合并树进行GAN模型培训。建造光环合并历史最常用的方法是根据高分辨率高分辨率、高分辨率的合成树结构。我们GAN模型中的合并树样本,当考虑到质量D大会及其环境大会(EAGLE)的合并树样板(EAGLE)模拟套件(EGAGLLE)模拟套件的模拟套件。我们GOFID-D-D-TAR-CSentrivestal Trees 模型的模型模型模型和最终的变数库中,我们Oral-dealalal-lial Orationsal 和MLLILLLLO 的模型中,这些模型也是最终的模型,最终的变数,这些模型,也是我们在GALLLILLLOOO的模型中学习的模型中学习的模型的模型和最终的模型中学习的模型的模型,最终的模型,这些模型,这些模型,可以学习。

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