等级宇宙中的化学考古学反 downsizing：顶部重 IGIMF 的影响

我们利用星系形成的半解析模型，研究椭圆星系中观测到的 [a/Fe] 丰度比与恒星质量之间相关性的起源。我们在半解析模型 SAG 中实施了一种新的星系范围恒星初始质量函数（顶部重积分星系初始质量函数，TH-IGIMF），并评估其对星系化学演化的影响。研究发现，TH-IGIMF 斜率的恒星形成率（SFR）依赖性对于重现正确的 [a/Fe]-恒星质量关系至关重要。大质量星系具有更高的 [a/Fe] 丰度比，这是因为它们较高的 SFR 导致其特征为更顶部重的 IMF。作为我们分析的结果，TH-IGIMF 理论中涉及的自由参数——最小嵌入星团质量和嵌入星团质量函数的斜率——被发现分别低至 5 个太阳质量和 2。无论是假设通用 IMF 还是可变 TH-IGIMF 生成的星系，都存在温和的反 downsizing 趋势。我们发现，无论星系质量如何，较老的星系（形成红移 > 2）都是在较短的时间尺度（< 2 Gyr）内形成的，从而获得更大的 [a/Fe] 值。因此，仅靠星系形成的时间尺度无法解释 [a/Fe]-星系质量关系的斜率，但它是造成固定恒星质量下 [a/Fe] 丰度比巨大弥散的原因。我们通过考察质光比和光度函数，进一步检验了椭圆星系中 TH-IGIMF 的假设。这些约束条件也支持具有 TH-IGIMF 的模型。特别是，质光比与大质量星系的观测值一致，而对于较小质量的星系则被高估；这种高估现象与所考虑的 IMF 无关。