银河系中心 0.5 pc 内的恒星种群 I：构建光度函数与面密度轮廓的新方法

我们针对环绕银河系中心超大质量黑洞的核星团进行了新的高角分辨率近红外光谱观测。利用 Keck II 望远镜上配备激光导星自适应光学系统的积分场光谱仪 OSIRIS，该光谱巡天使我们能够区分早型（年轻，4-6 Myr）和晚型（年老，>1 Gyr）恒星，其完整度在低至 K' = 15.5 mag 时达到 50%，对于早型星这对应于约 10 \msun。沿着年轻恒星的投影盘方向，本工作将已报告的 OSIRIS/Keck 测量的径向范围从 4" 扩大到 14"（0.16 pc 到 0.56 pc），扩大了 3 倍以上。在分析中，我们实现了一种结合恒星植入模拟与贝叶斯推断的完整度修正新方法。利用来自光谱、模拟、计数和恒星分布的信息，我们为在深成像中探测到的低至 K' = 15.5 mag 的每个源分配了光谱型概率。推断出的年轻恒星与晚型巨星的径向面密度轮廓 $\Sigma(R) \propto R^{-\Gamma}$ 与早期结果一致（$\Gamma_{early} = 0.93 \pm 0.09$，$\Gamma_{late} = 0.16 \pm 0.07$）。晚型恒星的表面密度轮廓在延伸至观测边缘时近似平坦。虽然晚型恒星的光度函数与银河系核球一致，但经完整度修正的早型星光度函数在暗星等处比以往具有相似深度的巡天包含显著更多的年轻恒星。该光度函数表明，年轻恒星相应的质量函数可能不如以往巡天所推断的那样具有顶部偏重的特征。