초기질량함수

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별의 생성
Heic0411a.jpg
천체 부류
이론적 개념
v  d  e  h

초기질량함수(初期質量関数, initial mass function, 이하 IMF)는 경험적으로 얻을 수 있는 함수이며, 항성 모집단의 질량분포(항성질량의 히스토그램)를 그 초기질량(항성 형성시의 질량)을 통하여 기술한다. 항성의 특성과 진화 양상은 초기 질량과 밀접한 관계가 있으므로, IMF는 천문학자가 다수의 항성을 연구하는 데 있어서 중요한 진단 도구의 하나가 된다. IMF는 항성집단 간에 별로 차이가 없다.

초기질량함수의 성립[편집]

초기지량함수는 멱법칙의 형태로 표현된다. N(m) dm(또는 \xi (m) \Delta m)는 질량 범위 [m, m + dm]의 질량을 갖는 항성의 특정 부피에 대한 개수밀도이다. 이것은 m^{-\alpha}에 비례하고, \alpha는 차원이 없는 지수이다. 초기질량함수는 질량-광도 관계를 이용하여 오늘날의 광도함수에서 이끌어낼 수 있다. 자주 사용되는 함수 형태로는 크로우파(2001년)의 구간멱법칙 형태,[1] 샤브리에(2003)의 대수정규 형태가 있다.[2]

살피터 함수 (1955년)[편집]

우리 태양보다 질량이 큰 항성의 IMF는 1955년에 에드윈 살피터가 최초로 정량화하였다.[3] 살피터가 사용한 지수값은 \alpha=2.35이다. 이 형식의 IMF를 살피터 함수(Salpeter function) 또는 살피터 초기질량함수(Salpeter IMF)라 한다. 살피터 함수는 질량이 증가하면 그 질량을 갖는 별의 개수는 급격하게 줄어든다는 것을 보여준다.

\xi (m) \Delta m= \xi_{0}\left(\frac{m}{M_\mathrm{sun}}\right)^{-2.35}\left(\frac{\Delta m}{M_\mathrm{sun}}\right).

밀러-스칼로 함수 (1979년)[편집]

샤브리에 함수 (2003년)[편집]

크로우파 함수 (2001년)[편집]

불확실성[편집]

각주[편집]

  1. Kroupa, Pavel (2001). “On the variation of the initial mass function”. 《MNRAS》 322: 231. arXiv:astro-ph/0009005. Bibcode:2001MNRAS.322..231K. doi:10.1046/j.1365-8711.2001.04022.x. 
  2. Chabrier, Gilles (2003). “Galactic stellar and substellar initial mass function”. 《PASP》 115: 763. arXiv:astro-ph/0304382. Bibcode:2003PASP..115..763C. doi:10.1086/376392. 
  3. Salpeter, Edwin (1955). “The luminosity function and stellar evolution”. ApJ 121: 161. Bibcode:1955ApJ...121..161S. doi:10.1086/145971. 

참고 자료[편집]

  • Edwin Salpeter, 광도함수와 항성진화(The luminousity function and stellar evolution), ApJ 121, 161 (1955)
  • Glen Miller & John Scalo, 초기질량함수와 태양계 근처의 항성탄생비율(The initial mass function and stellar birthrate in the solar neighborhood), ApJS 41, 513 (1979)
  • John Scalo, 은하 내 질량이 큰 별들의 초기질량함수. 경험적 증거(The initial mass function of massive stars in galaxies. Empirical evidence), Luminous stars and associations in galaxies; Proceedings of the Symposium, Porto-Kheli, Greece, May 26-31, 1985. Dordrecht, D. Reidel Publishing Co., 1986, p. 451-466.
  • Pavel Kroupa, 초기질량함수의 변동에 대해(On the variation of the initial mass function), MNRAS 322, 231 (2001) arXiv preprint
  • Pavel Kroupa, 항성들의 초기질량함수:다양한 항성계에서의 공통적인 증거(The initial mass function of stars: evidence for uniformity in variable systems), Science 295, 82 (2002) arXiv preprint