具有顶端重初始质量函数的星团的寿命

若干观测与理论迹象表明，初始质量函数（IMF）随形成天体的金属度降低和气体密度增大而变得越来越顶端重（即质量 $m > 1M_{\odot}$ 的大质量恒星过多）。这由于不同的质量损失率和所形成的黑洞数目而影响球状星团（GCs）的演化。以往 GCs 的数值模拟通常假设一个不变的标准 IMF。利用先进的 $NBODY6$ 代码，我们进行了一系列全面的直接 $N$ 体模拟，研究从顶端重 IMF 出发并经历早期气体抛射的星团的演化。采用 Marks & Kroupa（2012）的嵌入星团质量-半径关系初始化模型，并通过改变顶端重的程度，我们计算出星团存活超过 12 Gyr 所需的最小星团质量。我们记录了星团总质量、最终尺度、密度、质光比、恒星残骸种群以及 GCs 存活等不同特征的演化如何受顶端重程度的影响。我们发现，在相同轨道上具有不同 IMF 的星团寿命与弛豫时间成正比，其幂次 $x$ 在 0.8 至 1 之间。银河系 GCs 中集中度与质量函数斜率之间的观测关联，可由从顶端重 IMF 出发并经历早期快速气体抛射的模型极好地解释。