超暗弱矮星系的恒星初始质量函数：恒星初始质量函数随星系环境变化的证据
摘要
基于深度 HST/ACS 成像，我们给出了两个超暗弱矮星系（UFD）Hercules 和 Leo IV 中恒星初始质量函数（IMF）的约束。Hercules 和 Leo IV 星系是极低光度（M_V = -6.2, -5.5）、贫金属（<[Fe/H]>= -2.4, -2.5）且拥有古老恒星种群（> 11 Gyr）的系统。由于它们具有长弛豫时间，我们可以直接通过计数主序转折以下的恒星来测量低质量恒星 IMF，而无需修正动力学演化。在数据探测的恒星质量范围 0.52 - 0.77 Msun 内，IMF 最佳拟合幂律斜率为：Hercules 为 alpha = 1.2^{+0.4}_{-0.5}，Leo IV 为 alpha = 1.3 +/- 0.8。对于 Hercules，IMF 斜率比 Salpeter IMF（alpha=2.35）浅 5.8-sigma，比 Kroupa IMF（0.5 Msun 以上 alpha=2.3）浅 5.4-sigma。我们同时拟合了双星比例，发现 Hercules 为 f_binary = 0.47^{+0.16}_{-0.14}，Leo IV 为 0.47^{+0.37}_{-0.17}。尽管金属丰度差异很大，UFD 的双星比例与银河系相同质量范围恒星的推断值一致。相比之下，UFD 中的 IMF 斜率比其他星系环境更浅。在 0.5 - 0.8 Msun 质量范围内，我们在少数直接测量了 IMF 的星系中观察到一种趋势：随着星系速度弥散度和金属丰度的降低，幂律斜率变得更浅（即更缺乏小质量恒星）。这一趋势在定性上与通过间接方法推断的椭圆星系结果一致，并为 IMF 随星系环境变化提供了直接证据。
引用
@article{arxiv.1304.7769,
title = {The Stellar Initial Mass Function of Ultra-Faint Dwarf Galaxies: Evidence for IMF Variations with Galactic Environment},
author = {M. Geha and T. M. Brown and J. Tumlinson and J. Kalirai and J. D. Simon and E. Kirby and D. VandenBerg and R. M. Munoz and R. Avila and P. Guhathakurta and H. Ferguson},
journal= {arXiv preprint arXiv:1304.7769},
year = {2015}
}
备注
10 pages, 5 figures, accepted to ApJ