具有不同 IMF 的星形银河系的可观测与电离性质

非常质星（VMS，质量 $>100$ M$_{\odot}$）的存在已在本地星系、附近星系以及到 cosmological 距离处被确立。如果存在，这些恒星可能会提高星系的 UV 晦然光度和电离子photon production，从而帮助缓解由 JWST 在高红移处发现的 UV-bright 星系的过多问题。将一致的恒星演化和大气模型量身定制用于 VMS，我们计算了大量模型的光谱能分布（SED）。我们发现，VMS 对年轻恒星群体的 UV 晦然光度和 Lyman 连续光有着显著的贡献，并且它们表现出强烈的 HeII1640 电离发射，EW(HeII) 可达 4-8 Å 于年轻年龄或 $\sim 2.5-4$ Å 对于恒定 SFR。对于具有 Salpeter 斜率的 IMF，UV 晦然光度的提升相对温和。然而，IMF 斜率的小变化（例如从 $\alpha_2=-2.35$ 到 $-2$）会导致 $L_{UV}$ 和电离子photon production $Q$ 的大幅增加。发射线强度和电离子photon efficiency $\xi_{\rm ion}$ 也随着 VMS 的存在而增加。有趣的是，包含 VMS 的 SED 显示较小的 Lyman 断裂，然而至 $\sim 35$ eV 时，离子化光谱的形状保持不变，但在更高能量处变得更柔和。我们推导出当 VMS 被包含时，诸如 $L_{UV}$ 每单位恒星质量或单位 SFR、$\xi_{\rm ion}$、$Q$ 等最大值的量，并表明这些值在 IMF 方面基本独立。我们提出了测试 VMS 及约束 IMF 的观察方法。最后，我们使用 JWST 观测，检验高红移星系是否显示 VMS 存在的证据以及非标准 IMF 的迹象。平均情况下可排除非常顶重 IMF，但 IMF 可能适度延伸至 VMS 范围并在大多数 high-$z$ 星系中比 Salpeter 更陡峭。