比较类银河系星系中宇宙时间跨度上的 IMF 变化模型

关于恒星初始质量函数 (IMF) 的关键观测之一是其在我银河系 (MW) 中的近乎普适性，这为约束预测 IMF 的不同恒星形成模型提供了有力手段。然而，这些模型几乎完全是“云尺度”或更小的尺度——它们以单个分子云 (GMC)、团块或核作为输入或模拟对象，并预测作为云属性函数的所得 IMF。如果没有关于在银河系不同位置形成恒星的所有云的前身属性（包括在高红移、可能富含气体的矮星系前身中形成的古老恒星种群，这些星系与今天的银河系看起来大不相同）的模型，就无法充分探索这些预测，也无法安全地将其应用于不同宇宙时期不同星系中 IMF 的“实时”宇宙学计算。因此，我们将一套高分辨率宇宙学模拟（来自 Feedback In Realistic Environments 项目，该项目形成了具有合理恒星形成属性的类银河系星系并显式解析了大质量 GMC）与各种提出的云尺度 IMF 模型相结合。我们将这些模型独立应用于模拟中形成的每个恒星粒子，以合成当前星系中预测的 IMF。我们探索了 IMF 依赖于 Jeans 质量、声速或湍流 Bonner-Ebert 质量、具有多方状态方程的碎裂，或由原恒星反馈自调节的模型。我们表明，除了反馈调节模型外，所有这些模型在模拟中预测的变化（IMF 转折质量处的散射约为 0.6-1 dex $1\,\sigma$）远大于在银河系中观测到的变化。