揭示初始质量函数随金属丰度的潜在变化：低金属丰度环境中年轻疏散星团的JWST观测

我们展示了低金属丰度环境（约$-0.7$ dex）中恒星形成星团（约0.1百万年年龄）的亚恒星质量函数。我们对Digel云2（银河系外缘的一个恒星形成区，$R_G \gtrsim 15$ kpc）中的两个恒星形成星团进行了深度JWST/NIRCam和MIRI成像。JWST极高的灵敏度和空间分辨率使我们能够清晰地分辨出质量探测极限低至0.02 $M_\odot$的星团成员，首次探测到低金属丰度星团中的褐矮星。在两个星团的质量-$A_V$限制样本中分别提取了52和91个源，通过模型拟合F200W波段光度函数推导出初始质量函数，得到两个星团的初始质量函数峰值质量（以下简称$M_C$）均为$\log M_C / M_\odot \simeq -1.5 \pm 0.5$。尽管不确定性较大，但获得的$M_C$值低于任何先前研究的值（$\log M_C / M_\odot \sim -0.5$）。与年龄相似（约$10^6$-$10^7$年）的本地疏散星团比较表明$M_C$存在金属丰度依赖性，即金属丰度越低，$M_C$越低；而与金属丰度同样低但年龄大得多（约$10^{10}$年）的球状星团比较表明，目标星团尚未经历显著的动力学演化，仍处于其初始物理状态。较低的$M_C$也与理论预期一致，即在如此低的金属丰度下，由于气体密度更高，金斯质量更低。在此类环境中通过观测得出的$M_C$值将对理解恒星形成施加重要约束。