A evidência disponível sugere que eles foram selecionados aleatoriamente.
Quando Thanos encontra Doctor Strange em seu (antigo) planeta natal, ele fala sobre a solução que ele propôs (que foi rejeitada) para resolver os problemas causados por sua superpopulação. Essa solução foi para
kill half of the population, who would be selected in a "lottery, fair to rich and poor."
Também vemos a mesma coisa ocorrendo em
Gamora's homeworld in a flashback to when she was a child.
Dado que seu plano original era para ser aleatório, acho razoável concluir que esse ainda é o plano. Além disso,
they weren't able to stop him from obtaining all of the Infinity Stones when all of them were alive. There's no reason for Thanos to care which of them survive and which don't.