Constraining the initial mass function of stars in the Galactic Centre
Constraining the initial mass function of stars in the Galactic Centre
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约束银河系中心恒星的初始质量函数
DOI：
10.1111/j.1365-2966.2009.15906.x
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发表时间：
2010
影响因子：
4.8
通讯作者：
Kroupa
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Löckmann;Baumgardt;Kroupa
半个世纪以来，越来越多的证据表明恒星的形成遵循恒星质量的普遍分布。事实上，尚未发现任何恒星族群与标准初始质量函数（IMF）存在系统性偏差，例如太阳附近的恒星。唯一的例外可能是银河系中心的年轻恒星盘，它们被认为表现出头重脚轻的IMF。这里我们讨论银河系中心的极端环境是否可能是IMF显着变化的原因。通过使用不同代码的恒星演化模型，我们表明，考虑到从该区域的恒星运动学推断出的质量有限，在中央秒差距中观测到的光度太高，无法用其他作者提出的长期存在的头重脚轻的国际质量函数来解释。相比之下，在遵循规范 IMF 的银河系生命周期中连续的恒星形成会导致质量光比和恒星黑洞 (SBH) 的总质量与观测结果一致。此外，这些小黑洞由于动力摩擦而向中心迁移，将可见恒星的尖端变成了在银河系中心观察到的核心。在这里，我们第一次解释了中心星团的光度和动力质量，以及观测到的核心的存在和范围，因为从规范 IMF 预计的 SBH 数量足以弥补缺失的发光质量。我们的结论是，对银河系中心的观测与规范 IMF 后的连续恒星形成非常一致，并且并不表明由于该区域的特性（例如高密度、金属丰度、强潮汐场等）而导致系统性变化。事实证明，恒星盘遵循头重脚轻的IMF，导致它们形成的情况一定非常罕见，因为这些情况并没有影响到中央星团的大部分。
For half a century, evidence has been growing that the formation of stars follows a universal distribution of stellar masses. In fact, no stellar population has been found showing a systematic deviation from the canonical initial mass function (IMF) found for example for the stars in the solar neighbourhood. The only exception may be the young stellar discs in the Galactic Centre, which have been argued to exhibit a top-heavy IMF.Here we discuss the question whether the extreme circumstances in the centre of the Milky Way may be the reason for a significant variation of the IMF. By means of stellar evolution models using different codes, we show that the observed luminosity in the central parsec is too high to be explained by a long-standing top-heavy IMF as suggested by other authors, considering the limited amount of mass inferred from stellar kinematics in this region. In contrast, continuous star formation over the Galaxy's lifetime following a canonical IMF results in a mass-to-light ratio and a total mass of stellar black holes (SBHs) consistent with the observations. Furthermore, these SBHs migrate towards the centre due to dynamical friction, turning the cusp of visible stars into a core as observed in the Galactic Centre. For the first time here we explain the luminosity and dynamical mass of the central cluster and both the presence and extent of the observed core, since the number of SBHs expected from a canonical IMF is just enough to make up for the missing luminous mass.We conclude that observations of the Galactic Centre are well consistent with continuous star formation following the canonical IMF and do not suggest a systematic variation as a result of the region's properties such as high density, metallicity, strong tidal field etc. If the young stellar discs prove to follow a top-heavy IMF, the circumstances that led to their formation must be very rare, since these have not affected most of the central cluster.
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Löckmann;Baumgardt;Kroupa
通讯作者：
Kroupa
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