恒星初始质量函数高质量端斜率的变化：理论契合观测

我们给出了年轻星团中恒星初始质量函数(IMF)高质量端斜率与其恒星面密度$\sigma_{*}$相关的观测证据。当IMF的高质量端由幂律形式$dN/d{\rm log}{M_{*}}\propto M_{*}^{-\Gamma}$描述时，可见$\Gamma$值随$\sigma_{*}$增大而微弱减小，遵循$\Gamma=1.31~\sigma_{*}^{-0.095}$关系。我们也提出了一个能解释这些观测的模型。该模型基于如下思想：在原星团形成云块中，原恒星核的并合在高密度环境中更为高效，因为核的排布更紧密。并合过程的效率作为母云块性质的函数被计算，特别是其质量与半径的关系以及核形成效率。该模型的主要结果是，并合过程效率的提升导致IMF斜率变平缓，与年轻星团的观测一致，且观测最好由致密的原星团形成云块重现。这些结果对不同银河系与河外环境中IMF的形状有重要启示，并对星系演化有极重要影响。