基于多示踪体的星系结构：III. M87初始质量函数的径向变化

我们首次利用多个动力学示踪体族群同时建模暗物质的与发光的质量结构，对早期型星系（ETG）的恒星质光比梯度给出了约束。我们在Jeans分析中结合了中心星光、两个球状星团族群以及卫星星系的运动学，采用一个允许恒星质光比存在径向梯度的灵活质量模型，获得了关于M87质量结构的新约束。我们发现，在我们的模型框架下，径向递减的恒星质光比受到强烈支持。将恒星质光比建模为遵循幂律 $\Upsilon_{\star} \sim R^{-\mu}$，我们推断出幂律斜率 $\mu = -0.54 \pm 0.05$；同样地，通过相对于Salpeter初始质量函数（IMF）的中央失配参数 $\alpha$ 与尺度半径 $R_M$ 来参数化恒星质光比，我们发现 $\alpha > 1.48$（95%置信度）且 $R_M = 0.35 \pm 0.04$ kpc。我们利用高分辨率11波段HST测光数据的恒星族群建模表明，若恒星初始质量函数（IMF）在空间上保持恒定，仅由金属丰度、年龄、尘埃消光和恒星形成历史的变化无法产生如此陡的梯度。另一方面，我们发现的恒星质光比梯度与这样一种IMF一致：其内斜率发生变化，使得在中心约 $0.5$ kpc内类似Salpeter，而在恒星有效半径内变为类似Chabrier。这为近期关于ETG中IMF非普适性可能仅限于其核心区域的证据增添了支持，并指向这样一种图景：这些中心区域的恒星可能形成于根本不同的物理条件中。