论文部分内容阅读
在目前的天体物理领域中，初始质量函数的形状是一个尚未解决的重大问题，因为初始质量函数在许多目前仍悬而未决的重大天体问题中起着至关重要的作用，比如解释第一批恒星和星系的形成和演化。
恒星质量函数的演化也是非常重要的，因为许多星团和星系的初始质量函数是没有办法直接观测到的。如果我们能够知道质量函数演化的详细过程，就可以从它们的当前质量函数反推出初始质量函数来。大麦哲伦云是研究初始质量函数演化的理想实验室，因为它含有大量质量和银河系球状星团质量相似的富星团，并且这些富星团的年龄涵盖了从0.001到10 Gyr的各个年龄段([6]，[38])。这就意味着，作者可以通过研究大麦哲伦云中的富致密星团来研究质量函数在几乎所有演化阶段的情况。
作为哈勃空间望远镜(HST)科学计划GO-7307的一部分，作者从中得到了六个致密星团的高质量观测图象。这六个星团两两成对(第一对：NGC1805和NGC1818；第二对：NGC1831和NGC1868；第三对：NGC2209和Hodge14)，年龄从107至109年，每对里的两个星团有着相似的年龄、金属丰度、总质量、距离大麦哲伦云中心相似的距离，以及不同的结构参数。作者选用IRAF/APPHOT包来对得到的WFPC2和STIS观测图象进行孔径(2个象素)测光，然后通过TinyTim产生的点扩散函数模型来确定相应的孔径改正值。作者利用大麦哲伦云中这六个精挑细选的致密星团的HST/STIS的测光数据来研究它们在1.0个太阳质量以下的质量函数，结合de Grijs等(2002)得到的这些星团在1.0个太阳质量以上的质量函数，作者就得到了这些致密星团完整的质量函数。作者首先选择对NGC1818进行研究来测试我们的方法，作者发现，在误差允许的范围内，NGC1818的初始质量函数能够很好的同时被Kroupa(2001)[61]的幂律形式和Chabrier(2003)的对数正态分布形式拟合。然后，把该方法应用到所有的样本星团中，得到了所有星团的当前质量函数。作者得到的大麦哲伦云中致密星团的观测数据，都是在远离这些致密星团中心的半质量半径处获得的，并且小质量恒星的弛豫时标远比同时期的大质量恒星长得多，因此星团的动力学演化将不会显著地影响星团1.0个太阳质量以下恒星的质量分布。因而，作者实际上史无前例地得到了银河系外低密度和低金属丰度环境下的初始质量函数。
据了解，这是人类历史上第一次得到银河系之外低金属丰度环境下如此低质量的质量函数。作者基于HST/STIS得到的这些致密星团在1.0个太阳质量以下的质量函数，在误差范围内都和Kroupa(2001)的标准初始质量函数一致。