星际初始质量函数在红移和金属丰度上的变化
星系天体物理
2025-01-22 v2 宇宙学与河外天体物理
太阳与恒星天体物理
摘要
我们报告了来自 20 项面向辐射流体动力学模拟的星际质量函数，这些模拟在 500 太阳质量的分子云中进行，金属丰度分别为太阳值的 3、1、1/10 和 1/100。这些云受到适用于不同红移（z=0、3、5、7、10）下星际形成的宇宙微波背景辐射水平。计算包括微弱星际介质的热化学模型，并分别处理尘埃和气体温度。我们发现，随着红移和/或金属丰度的增加，得到的星际质量分布趋于“底部较轻”。对于现代星际形成（z=0）独立于金属丰度均可获得类似典型银河系初始质量函数的质量分布，以及在最低金属丰度（1/100 太阳）时在所有红移至 z=10 的情况下也可获得此类分布，但对于较高金属丰度，随着金属丰度和红移的增加，棕矮星和低质量恒星的数量会显著减少。这些效应源于金属丰富的气体在较高红移下由于宇宙微波背景辐射较热，无法冷却至更低的温度。基于数值结果，我们提供了一个可用于随红移和金属丰度变化星际初始质量函数的参数化模型，可用于星系形成模拟。例如，底部较轻的质量函数会降低相对于典型银河系星际初始质量函数的质量-光比，从而可能降低对高红移星系质量估计。
引用
@article{arxiv.2501.06082,
title = {Variation of the low-mass end of the stellar initial mass function with redshift and metallicity},
author = {Matthew R. Bate},
journal= {arXiv preprint arXiv:2501.06082},
year = {2025}
}
备注
Accepted for publication in MNRAS, includes post-proof changes. 28 pages, 12 figures