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动力学恒星质光比梯度:早型星系中极度中心集中的 IMF 变化证据?

星系天体物理 2023-09-29 v1

摘要

来自大质量早型星系(ETGs)恒星初始质量函数(IMF)不同探针的证据反复指向比银河系(MW)更底重(bottom-heavy)的 IMF。由于不同方法在单个星系层面上常给出矛盾结果,这一共识正受到审视。特别是,若干强引力透镜探针表面与非零银河系 IMF 不相容。IMF 的径向梯度——与恒星质光比 Υ\Upsilon 的梯度相关——有可能解决此问题。我们构建了允许在七个具有 MUSE 和 SINFONI 观测的大质量 ETG 中存在 Υ\Upsilon 梯度的 Schwarzschild 模型。我们发现所有 ETG 的 Υ\Upsilon 向中心增加的动力学证据。这些梯度局限于亚千秒差距尺度。我们的结果表明,恒定 Υ\Upsilon 模型可能将星系恒星质量高估至多 1.5 倍。除一个星系外,我们均发现总动力学质量具有最小值处的半径。该最小值对中心外 IMF 施加了最强约束,并出现在约 1 kpc 处。我们将该半径处的 IMF 视为每个 ETG 主体的特征。就相对于 Kroupa IMF 的 IMF 质量归一化 α\alpha 而言,我们平均发现类银河系 IMF <αmain>=1.03±0.19<\alpha_{main}> = 1.03 \pm 0.19。在中心,我们发现质量归一化增加的集中区域,其极端程度低于先前研究所示,但仍指向类 Salpeter IMF,<αcen>=1.54±0.15<\alpha_{cen}> = 1.54 \pm 0.15

关键词

引用

@article{arxiv.2309.15911,
  title  = {Dynamical stellar mass-to-light ratio gradients: Evidence for very centrally concentrated IMF variations in ETGs?},
  author = {Kianusch Mehrgan and Jens Thomas and Roberto Saglia and Taniya Parikh and Bianca Neureiter and Peter Erwin and Ralf Bender},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2309.15911},
  year   = {2023}
}

备注

38 pages, 16 figures, accepted for publication in ApJ