极端贫金属星揭示的银河系早期演化

我们利用近期对银河系晕中极端贫金属（EMP）星的观测，研究了这些 [Fe/H]<-2.5 的低质量幸存者所来自的恒星族群的初始质量函数（IMF）以及它们所参与的化学演化的约束。根据对碳元素增强且 s-过程元素有/无增强的 EMP 星的统计（Komiya et al. 2007），我们推导出典型质量约为 10 Msun 的高质量 IMF 以及双星中低质量成员对 EMP 幸存者的压倒性贡献。我们首先检验了该分析，以确认其在各种质量比分布函数假设下的结果。与均匀分布相比，质量比的递增或递减函数分别给出更高或更低质量的 IMF，而两个成员来自同一 IMF 的独立分布则导致更低质量的 IMF，但推导出的典型质量范围相差不到两倍，并且在极端情况下有重叠。此外，我们证明，从巡天估计的 EMP 星面密度以及与理论超新星模型金属产额一致的化学演化，对 IMF 施加了相同的约束。然后，我们应用推导出的包含双星贡献的高质量 IMF，表明观测到的 EMP 星金属丰度分布函数（MDF）不仅在形状上，而且在数量上都可以被重现。特别是，[Fe/H]<-4 的恒星稀少性可以自然地用层级结构形成来解释，并且没有迹象表明 EMP 族群的 IMF 有显著变化。本研究表明，三颗 [Fe/H]<-4 的 HMP 星是原初星，它们是在宿主云被自身超新星污染之前，作为双星中的低质量成员诞生的。