年轻星团初始质量函数低至0.5 M$_{J}$处拐点的识别

一个成功的恒星形成理论应能预测通过恒星形成事件产生的天体数目随其质量变化的函数。先前对恒星形成区和太阳邻域的研究识别出一个从氢燃烧极限向下直至约10 M$_{J}$处递增的质量函数。理论预测了碎裂过程存在一个极限，这为质量函数在湍流碎裂的不透明度极限附近（被认为在1-10 M$_{J}$附近）提供了一个自然的拐点。迄今为止的观测项目灵敏度不足以探测假设的碎裂不透明度极限。我们首次在年轻恒星形成区NGC 2024内识别出初始质量函数在12 M$_{J}$以下的拐点。利用JWST/NIRCam在0.7-5 $\mu$m波段的深度曝光，我们识别出了多个低至约3 M$_{J}$的自由浮动天体，探测灵敏度达到0.5 M$_{J}$。我们提供了证据，表明存在一个双幂律模型，该模型从约60 M$_{J}$递增至约12 M$_{J}$（与先前研究一致），随后下降至0.5 M$_{J}$。我们的结果支持了恒星和褐矮星形成理论的预测，识别出了质量函数的理论拐点，并暗示湍流碎裂的基本极限在3 M$_{J}$附近。