一种利用 UVIT 和 H$\alpha$-MUSE 观测确定星系恒星初始质量函数高质端的先导方法及其在 NGC628 的应用

我们提出了一种先导方法，用于估计星系中旋臂、臂间和支线区域的恒星高质端初始质量函数（IMF），并将其应用于 NGC 628。我们从 NGC 628 的 H$\alpha$ VLT/MUSE 和 UVIT（FUV 和 NUV）观测中提取了恒星形成复合体（SFCs），并使用 ALMA 观测来定义分子气体分布。我们发现消光校正后的 H$\alpha$ 和 FUV 光度具有良好的相关性。利用 O 型星寿命（10$^7$ 年）比 B 型星（10$^8$ 年）短的事实，我们通过 H$\alpha$ 发射估算了 O 型星的大致数量，并利用 FUV、NUV 观测估算了 B0 型（$M_{*} > 10 M_{\odot}$）和 B1 型（$10 M_{\odot} \geq M_{*} \geq 3 M_{\odot}$）恒星的数量。我们利用 O 型星与 B0 型星（$\alpha_{1}$）以及 B0 型星与 B1 型星（$\alpha_{2}$）的恒星比率，推导了不同区域的 IMF 指数（$\alpha$）。我们的发现表明，如果我们假设 H$\alpha$ 仅来自 O8 型星，则得到的 $\alpha_{1}$ 值与标准 IMF 指数一致。当我们假设 O 型星质量高达 100 $M_{\odot}$ 时，$\alpha_{1}$ 值变陡，其均值为 $\alpha_{1}= 3.16 \pm 0.62$。然而，$\alpha_{2}$ 在 O 型星族群发生较大变化时并不改变，其均值为 $\alpha= 2.64 \pm 0.14$。当我们仅包含蓝色 SFCs（$FUV-NUV\leq0.3$）时，平均 $\alpha_{2}$ 为 $2.43 \pm 0.06$。旋臂和星团中 SFCs 的 IMF 变化不显著。我们还发现 $\alpha_{2}$ 与 SFCs 的不同属性相关，其中最显著的是消光校正后的紫外颜色（FUV-NUV）。