خوشه‌های ستاره‌ای در محیط شکل‌گیری با تابع جرم اوّلیّه بالا-سنگین

در این مقاله مجموعه‌ای از شبیه‌سازی‌ها را برای مطالعه روی تحول خوشه های ستاره ای با در نظر گرفتن تابع جرم او̰لیه بالا‐سنگین و اثر خروج گاز انجام داده و مورد تحلیل قرار داده ایم. در این مدل ها شعاع او̰لیه از رابطه ی مارکس-کروپا تعیین می شود. با تغییر مقدار شیب تابع جرم در قسمت ستاره های سنگین تابع جرم او̰لیه ی پنج گروه مختلف از مدل ها را خواهیم داشت. برای هر خانواده از مدل ها به محاسبه ی کمترین جرم لازم خوشه برای اینکه آن دسته از مدل ها بعد از ١٢گیگا سال ماندگار باشند و منحل نشوند می پردازیم. در ادامه نشان می دهیم که ابعاد نهایی خوشه، جرم کل خوشه، چگالی، نسبت جرم به درخشندگی ، تعداد بقایای ستاره ای باقی مانده و نرخ ماندگاری خوشه ها به شدّت تحت تاثیرقسمت سو̰م تابع جرم او̰لیه است. انبساط سریع در نتیجه ی خروج گاز او̰لیه به همراه از دست دادن جرم او̰لیه در نتیجه ی تحو̰ل ستاره های سنگین منجر به آزاد شدن ستاره ها از خوشه ستاره ای می شود. به طور خلاصه کاهش شیب تابع جرم در انتهای جرم های ستاره ای بالا منجر به انحلال سریع تر خوشه ها می شود. یکی از مهم ترین و پر کاربردترین نتایج شبیه سازی های ما به دست آوردن بهترین برازش برای هرشیب تابع جرم درنمودار زمان انحلال برحسب جرم او̰لیه است. همچنین ما نشان می دهیم که نسبت جرم به درخشندگی خوشه ها با حالت بالا‐سنگین به مقدار قابل توجهی پایین تر از مدل های با تابع جرم او̰لیه ی استاندارد است.

Star Clusters with Top-heavy IMF

In this paper, we study the effect of variation in the third part of the initial mass function on the survival rate and evolution of half-mass radius of star clusters using direct N-body calculations. Several observational and theoretical studies suggest that the initial mass function(IMF) slope for massive stars in globular clusters (GCs) depends on the initial cloud density and metallicity, such that the IMF becomes increasingly top-heavy with decreasing metallicity and increasing the gas density of the forming object. Using N-body simulations of GCs starting with a top-heavy IMF and undergo early gas expulsion within a Milky Way-like potential, we show how such a cluster would evolve. By varying the degree of top-heaviness, we calculate the dissolution time and the minimum cluster mass needed for the cluster to survive after 12 Gyr of evolution.