أثر التغذية الإشعاعية على الدالة الأولية لتدفق كتلة النجوم الفقيرة بالمعادن

الملخص إن الدالة الأولية لتدفق كتلة النجوم (IMF) في الكون المبكر ضرورية لفهم تشكيل المجرات القديمة. لهذا الغرض، نقوم بإجراء سلسلة من المحاكاة الهيدروديناميكية الإشعاعية طويلة الأمد تتبع تشكيل تجمعات النجوم، مع تغيير المعدنية من Z/Z⊙ = 10−4 إلى 1. نحن نعتبر بشكل خاص تأثيرات التغذية الإشعاعية من النجوم الأولية، التي تعدل الشكل الدقيق للدالة الأولية لتدفق الكتلة وتحدد كفاءة تشكيل النجوم (SFE)، أي النسبة بين كتلة النجوم وكتلة الغاز الأولية في السحابة الأم. تظهر نتائجنا أن الدالة الأولية لتدفق الكتلة تتغير من نوع سالبيتر إلى دالة ثقيلة من الأعلى مع انخفاض المعدنية. عندما يكون Z/Z⊙ ≲ 10−2، تصبح IMF مسطحة لوجاريتمياً ومميزة عن IMF شبيهة بسالبيتر. التغذية من النجوم فعالة في تشكيل كلا الطرفين المنخفض والمرتفع من IMF. تسخين حبيبات الغبار بواسطة الإشعاع النجمي يثبط التجزئة على نطاق صغير ويقلل من عدد النجوم المنخفضة الكتلة مع M* ≲ 1 M⊙ عند جميع المعدلات. الإشعاع المؤين يعيق نمو النجوم الكبيرة، مما يزيد من انحدار IMF في الطرف المرتفع. التغذية الناتجة تكون أكثر فعالية عند انخفاض المعدنية، ويتم تنظيم تشكيل النجوم بواسطة التغذية الإشعاعية للنجوم، حيث تتناقص SFE مع انخفاض المعدنية. نقترح أن العدد غير المتوقع الكبير من المجرات اللامعة بالأشعة فوق البنفسجية عند z 10، الذي أفادت به مشاهدات JWST، يمكن تفسيره من خلال اعتبار تشكيل تجمعات النجوم عند Z/Z⊙ ∼ 10−2 أو 10−3، حيث تكون IMF ثقيلة من الأعلى، ولكن SFE ليست منخفضة جداً بسبب التغذية النجمي.