金斯猜想下的恒星初始质量函数宇宙演化及其对底部偏重椭圆星系的启示
宇宙学与河外天体物理
2015-06-11 v2 星系天体物理
太阳与恒星天体物理
摘要
我们研究了星系中随星际介质（ISM）金斯质量变化的恒星初始质量函数（IMF）的宇宙演化，特别关注当前 epoch 大质量星系的 K 波段恒星质光比（）。我们利用高分辨率流体动力学模拟结合 ISM 的全辐射模型计算典型金斯质量，从而得出 IMF 特征质量作为星系恒星形成率（SFR）函数的参数化形式。随后，我们利用平衡星系增长模型结合由丰度匹配模型设定的恒星形成历史约束，计算星系的恒星形成历史。我们发现，在早期，尘埃与气体之间的能量耦合驱动 ISM 处于温暖状态，导致大质量恒星形成星系产生与大 ISM 金斯质量相关的底部偏轻/顶部偏重 IMF。由于早期顶部偏重阶段形成的大质量恒星残骸，当前 epoch 大质量星系的 resultant 相对于非变化 IMF 情形有所增加。在晚期，较低的宇宙射线通量允许大质量星系中的 ISM 温度更低，因此新形成的星团将表现出底部偏重 IMF，进一步增加 。我们的核心结果是，给定大质量星系在其生命周期中可能经历顶部偏重和底部偏重 IMF 阶段，尽管大部分恒星是在顶部偏重阶段形成的。定性而言， 随星系质量的变化与观测一致，然而，我们的模型可能无法解释恒星吸收特征所指示的底部偏重质量函数。
引用
@article{arxiv.1210.6037,
title = {The Cosmic Evolution of the IMF Under the Jeans Conjecture with Implications for Bottom-Heavy Ellipticals},
author = {Desika Narayanan and Romeel Davé},
journal= {arXiv preprint arXiv:1210.6037},
year = {2015}
}
备注
Accepted by MNRAS