最优采样的星系尺度恒星初始质量函数——观测检验与公开可用的GalIMF代码

本文从最优采样的角度全面描述了集成星系尺度初始质量函数（IGIMF）理论，并将其与现有观测进行了比较。最优采样是我们用来将IMF确定性地离散化为恒星质量的方法。有证据表明，自然界可能更接近确定性采样，因为观测表明各种相关可观测量的弥散比随机采样给出的要小，这可能是恒星形成过程中高度自调节的结果。我们记录了不同假设下IGIMF的变化。IGIMF理论的结果与星团总质量与其最重恒星质量之间的经验关系，以及星系的恒星形成率（SFR）与其最重星团质量之间的经验关系一致。特别地，我们注意到它与IMF的幂律指数和星系SFR之间的经验关系自然吻合。IGIMF还导致了星系SFR与其最重恒星质量之间的关系，使得如果没有双星，SFR $<10^{-4}$ M$_\odot$/yr的星系应该不会发生II型超新星事件。此外，特定的初始恒星质量列表在恒星系统的数值模拟中可能有用。我们首次展示了最优采样的星系尺度IMF（OSGIMF），它模拟了IGIMF并带有额外的锯齿特征。最后，我们提供了一个Python模块GalIMF，允许根据星系尺度的SFR和金属丰度计算IGIMF和OSGIMF。