Машинное обучение обнаружило в 2,6 раза больше массивных галактик в ранней Вселенной
Группа исследователей представила новый метод поиска массивных пассивных (quiescent) галактик в ранней Вселенной. Работа выполнена на основе данных каталога COSMOS2025 и опубликована на arXiv.
Пассивные галактики — это гигантские системы, в которых звездообразование почти полностью прекратилось. Их существование на высоких красных смещениях (z > 2,5) накладывает жёсткие ограничения на модели эволюции галактик: такие объекты должны были сформироваться и успеть „выключиться“ за очень короткое по космологическим меркам время.
Авторы обучили классификатор CatBoostClassifier на синтетических фотометрических данных, полученных из полуаналитических моделей Santa Cruz. В модель добавили реалистичный шум и учли ключевые фильтры инструмента NIRCam на телескопе Джеймса Уэбба. Цель — перенести метку „пассивная“ (основанную на удельной скорости звездообразования) из модельного пространства в пространство наблюдательных данных.
При проверке на модельной выборке новый метод показал значительно более высокую полноту (recall) — 78% против 53% у традиционного подхода к подгонке спектрального распределения энергии (SED). Точность (purity) осталась на высоком уровне — 82%.
Применение классификатора к реальному каталогу COSMOS2025 дало 1111 кандидатов в массивные пассивные галактики (с массой более 10^9,5 масс Солнца) в диапазоне красных смещений 2,5–5. Для сравнения, обычный SED-метод из каталога обнаружил лишь 427 таких объектов. Таким образом, машинное обучение увеличило число кандидатов в 2,6 раза.
Авторы подчёркивают, что SED-метод, основанный на упрощённых параметрических историях звездообразования, систематически пропускает значительную часть пассивных галактик — особенно те, что находятся в переходных стадиях эволюции. Новый подход позволяет выявить более полную популяцию.
Обученный классификатор и сам каталог кандидатов доступны для сообщества. Это открывает путь к более точному пониманию того, как и почему массивные галактики прекращали формировать звёзды в первые миллиарды лет после Большого взрыва.
