Počáteční hmotnostní funkce

Počáteční hmotnostní funkce je empirická funkce, která popisuje rozložení hmoty hvězd v objemovém prvku z hlediska jejich počáteční hmotnosti (hmotnosti, se kterou se zformovaly). Vlastnosti a vývoj hvězd úzce souvisí s jejich hmotností, proto je NPM důležitým prediktivním nástrojem pro astronomy při studiu velkého počtu hvězd. NFM je pro podobné skupiny hvězd relativně invariantní. Důležitý je předpoklad jednoty, univerzálnosti NPM pro celou Galaxii , nebo alespoň pro její velkou část. Tento předpoklad souvisí s možností modelování vývoje charakteristik hvězdné populace naší i jiných galaxií . V současnosti, na základě studia hmotnostních funkcí otevřených hvězdokup, bylo zjištěno, že v oblasti obsazené dobře prostudovanými otevřenými hvězdokupami je NFM univerzální, ale existují malé odchylky ve sklonu hmotnostního spektra od shluk do shluku [1] .

Znění NFM

Hmotnostní funkci lze definovat mnoha způsoby, od přímého počtu hvězd až po použití globálních charakteristik (plus nějaký model). V současnosti je IMF popsána mocninnou funkcí, kde , počet hvězd s hmotností v rozmezí od do v daném objemu prostoru, je úměrný , kde je bezrozměrný exponent. IMF lze odvodit z funkce svítivosti aktuálně existujících hvězd pomocí vztahu mezi hmotností a svítivostí a za daných modelů, jak se mění rychlost tvorby hvězd v průběhu času, specifikací radiačního modelu pro každou hmotu v každém vývojovém stádiu. $dN=N(M)dM$ $M$ $M+dM$ $M^{-\alpha }dM$ $\alpha$

NPM hvězd hmotnějších než naše Slunce poprvé zaznamenal Edwin Salpeter v roce 1955 . Ve své práci ukazatel Tato forma NFM se nazývá funkce Salpeter nebo Salpeter NFM. Ukazuje, že pravděpodobnost zrození hvězdy je zhruba nepřímo úměrná druhé mocnině její hmotnosti a že počet hvězd v každém hmotnostním rozsahu se s rostoucí hmotností rychle snižuje. $\alpha =2,35$

Později jiní autoři provedli další studie pro hvězdy s hmotností nižší než jedna hmotnost Slunce . Glenn E. Miller a E. John M. Scalo navrhli NPM pro hvězdy s hmotností pod jednou hmotností Slunce (pro ně se α blížilo 0). Pavel Krupa ponechal α=2,3 pro hvězdy s hmotností nad poloviční hmotností Slunce, ale zavedl α=1,3 pro hvězdy od 0,08 do 0,5 hmotnosti Slunce a α=0,3 pro hvězdy s hmotností pod 0,08 hmotnosti Slunce [2] .

\xi (M)={\begin{cases}k_{0}\left({\frac {M}{m_{0}}}\right)^{-\alpha _{0}}&, \quad m_{0}<M\leq m_{1}\\k_{1}\left({\frac {M}{m_{1}}\right)^{-\alpha _{1}}& ,\quad m_{1}<M\leq m_{2}\\k_{2}\left({\frac {M}{m_{2}}}\right)^{-\alpha _{2}} &,\quad m_{2}<M\end{cases}}

kde , , ; , , [3] . ${\displaystyle m_{0}=0,01\,m_{\odot ))$ ${\displaystyle m_{1}=0,08\,m_{\odot ))$ ${\displaystyle m_{2}=0,5\,m_{\odot ))$ $\alpha _{0}=0,3$ $\alpha _{1}=1,3$ $\alpha _{2}=2,3$

Ohledně MMF substars panuje velká nejistota . Také některé shluky z dosud neznámých důvodů vykazují prudké odchylky od obvyklé hmotnostní funkce pro tyto objekty. Studie správných pohybů v poli kupy NGC 752 tedy ukazují, že neobsahuje prakticky žádné hvězdy s nízkou hmotností. Zřejmě se budou ještě dlouho objevovat díla, kde budou nacházet stále více důkazů ve prospěch funkce Salpeter mass nebo ve prospěch Miller-Scalo, případně nabídnou nové možnosti [4] .

Poznámky

↑ Loktin A.V., Marsakov V.A. Počáteční hmotnostní funkce . Hvězdná astronomie v přednáškách . astronet.ru (2010). Archivováno z originálu 2. srpna 2020. (neurčitý)
↑ Kroupa, Pavel O variaci počáteční hmotnostní funkce . arXiv (2001). Archivováno z originálu 1. srpna 2020. (neurčitý) (Angličtina)
↑ Kroupa, Pavel Počáteční hmotnostní funkce hvězd: důkaz uniformity v proměnných systémech . arXiv (2002). Archivováno z originálu 2. srpna 2020. (neurčitý) (Angličtina)
↑ Funkce počáteční hvězdné hmotnosti . ANC dne (25. dubna 2003). Archivováno z originálu 4. března 2016. (neurčitý)

Literatura

Edwin Salpeter , Funkce svítivosti a hvězdný vývoj , ApJ 121, 161 (1955 )
Glen Miller & John Scalo, Počáteční hmotnostní funkce a porodnost hvězd v sousedství Slunce , ApJS 41, 513 (1979 )
John Scalo, Počáteční hmotnostní funkce hmotných hvězd v galaxiích. Empirické důkazy , Světelné hvězdy a asociace v galaxiích; Proceedings of the Symposium, Porto-Kheli, Řecko, 26.-31. května 1985. Dordrecht, D. Reidel Publishing Co., 1986, str. 451-466. (Angličtina)

Odkazy

Scalo, JM (1986). "Počáteční hmotnostní funkce hmotných hvězd v galaxiích Empirický důkaz." Světelné hvězdy a asociace v galaxiích . 116 : 451. Bibcode : 1986IAUS..116..451S .
Scalo, JM (1986). „Funkce hvězdné počáteční hmotnosti“. Základy kosmické fyziky . 11 : 1. Bibcode : 1986FCPh...11....1S .
Kroupa, Pavel (2002). „Počáteční hmotnostní funkce hvězd: Důkaz uniformity v proměnných systémech“ . Věda (Předložený rukopis). 295 (5552): 82-91. arXiv : astro-ph/0201098 . Bibcode : 2002Sci...295...82K . DOI : 10.1126/science.1067524 . PMID 11778039 .
Sparke, Linda S. Galaxie ve vesmíru: Úvod / Linda S. Sparke, John S. III Gallagher. - Cambridge University Press, 5. února 2007. - S. 1–. — ISBN 978-1-139-46238-9 .