恒星初始质量函数随金属丰度和恒星年龄而变化

在浩瀚多样的宇宙中，新星群诞生时的初始质量分布决定了星系的命运。这种关系由初始质量函数 (IMF) 描述。半个多世纪以来，天文学家一直假设 IMF 是一种普遍关系，即它在整个宇宙中是一致的。

然而，近年来，一些迹象表明，在一些恒星形成特别活跃的星系中，IMF 可能与银河系中通常假设的形式不同。但要充分验证这些结果，天文学家还需要在银河系中找到更直接的观测证据。

现在，基于大天区多目标光纤光谱望远镜(LAMOST，又称郭守敬望远镜)，中国科学院国家天文台(NAOC)刘超研究员领导的研究团队找到了关于 IMF 如何随不同环境变化的重要直接证据。

这项研究于 1 月 18 日发表在《自然》杂志上。

“IMF 随金属元素的水平而变化，在宇宙历史上较早诞生的恒星群中低质量恒星的数量少于较年轻的恒星群，”博士生李家东说。NAOC 的学生和该研究的第一作者。

对给定体积内的恒星进行计数是测量低质量(红矮星)恒星 IMF 的一种直接且经典的方法，这些恒星的质量分布不随时间演变;这种方法基本上独立于模型或假设。

“虽然之前有很多研究采用恒星计数来推导IMF，但有两个问题没有解决。一是之前的工作只统计了少量恒星。二是之前的研究没有测量恒星的金属丰度，”该研究的合著者张志宇教授说。

LAMOST 提供的光谱包含有关数百万颗恒星的化学成分、温度和光度的信息，使研究人员能够测量附近红矮星的金属丰度。

通过从 LAMOST 和 Gaia 调查的目录中选择大约 93,000 颗红矮星，研究人员能够根据恒星的金属丰度对恒星进行分组，并计算出每组恒星质量的分布。

该研究揭示了我们银河系中低质量恒星的可变丰度，并为恒星形成模型建立了一个强有力的基准。这些发现还可能影响遥远星系化学富集模型的结果，以及对星系质量和行星形成效率的估计。

“例如，星系的总恒星质量通常是通过假设 IMF 不变来估计的，但如果 IMF 是可变的，这可能会改变星系的总质量估计，并可能改变银河系天文学领域，”教授说。刘。

德国波恩大学 IMF 权威 Pavel Kroupa 教授对结果发表评论说：“基于大量观测良好的恒星，作者报告说，在本地银河盘是金属丰度和年龄相关的。这些结果对于解决恒星 IMF 的普遍性非常重要，并有助于深入了解银河系不同时间和不同条件下形成的恒星种群可能发生的变化”

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