来自 SDSS 星系积分性质的非普适恒星初始质量函数证据

本文重新审视了经典的 Kennicutt 方法，即从星系的积分光度性质推断恒星初始质量函数 (IMF)。将来自 Sloan Digital Sky Survey DR4 的大规模、均匀高质量数据集与更深入的建模和定量统计分析相结合，以寻找 IMF 随星系光度变化的系统性规律。通过比较星系 H alpha 等效宽度与宽带颜色指数来约束 IMF。该参数空间有助于打破传统上难以处理的简并性。年龄和尘埃修正与 IMF 变化大致正交。此外，金属丰度和平滑恒星形成历史 e 折叠时间的影响相比 IMF 变化较小。我们发现，对于整个样本，0.5 M_sun 以上的最佳拟合 IMF 斜率为 Gamma = 1.4535，随机误差可忽略不计 (±0.0004)，系统误差为 ±0.1。亮度高于约 M_r,0.1 = -20 的星系（包括 M_r,0.1 ~ -21 的银河系等星系）非常符合普适的 Gamma ~ 1.4 IMF（类似于 Salpeter IMF）和平滑的指数恒星形成历史 (SFH)。较暗的星系倾向于更陡的 IMF，拟合质量表明，对于这些星系，具有平滑 SFH 的普适 IMF 实际上是一个糟糕的假设。几种样本偏差来源被排除为这些依赖于光度的 IMF 变化的原因。对爆发式 SFH 模型的分析表明，要将普适 IMF 拟合到 M_r,0.1 = -17 的星系，需要不可能的爆发时间协调。这得出的结论是，低光度星系中的 IMF 拥有较少的大质量恒星，要么是通过更陡的斜率，要么是通过更低的上限质量截断，因此不是普适的。