Ursprüngliche Massenfunktion

Die Ursprüngliche Massenfunktion, auch Anfängliche Massenfunktion, englisch Initial Mass Function (IMF), beschreibt, wie in einer neu entstehenden Sternpopulation die Verteilung der Sternmassen aussieht.

Ursprüngliche Massenfunktion (verschiedene Versionen,
vgl. Literatur-Angaben)

Die ursprüngliche Massenfunktion wurde erstmals 1955 von Edwin Salpeter für die Umgebung der Sonne abgeleitet. Er schlug für Sterne zwischen etwa 0,4 und 10 Sonnenmassen folgenden Zusammenhang vor:

${\displaystyle dN\propto M^{-\alpha }dM}$

mit

• Exponent ${\displaystyle \alpha =2{,}35}$
• dN: die Anzahl der Sterne mit einer Masse zwischen M und M+dM pro Volumeneinheit.

In dieser Salpeter-Funktion sind also massereiche Sterne deutlich seltener als massearme. Würde dieser Zusammenhang zu sehr kleinen Massen hin fortgesetzt, dann wäre die gesamte stellare Masse von sehr massearmen Sternen dominiert. Heutige Bestimmungen der ursprünglichen Massefunktion deuten jedoch auf ein Abflachen dieser Beziehung unterhalb von 0,5 Sonnenmassen hin.

Unterhalb von 0,1 Sonnenmassen scheint die Universalität der ursprünglichen Massenfunktion zusammenzubrechen: in diesem Bereich variiert die IMF zwischen verschiedenen Sternentstehungsgebieten. Diese Differenz ist nicht die Folge dynamischer Wechselwirkungen, die die leichteren Sterne aus diesen Regionen heraus beschleunigen.

Die Erklärung der ursprünglichen Massenfunktion ist eine wichtige Aufgabe für Modelle der Sternentstehung, besonders da die Funktion zwischen verschiedenen Sternentstehungsgebieten nur wenig zu variieren scheint.

Literatur

• Edwin E. Salpeter: The luminosity function and stellar evolution. In: Astrophysical Journal, 121, 1955, S. 161–167, ISSN 0004-637X, bibcode:1955ApJ...121..161S.
• Glen Miller, John Scalo: The initial mass function and stellar birthrate in the solar neighborhood. In: The Astrophysical Journal Supplement Series. 41, 1979, S. 513–547, ISSN 0067-0049.
• John Scalo: The initial mass function of massive stars in galaxies. Empirical evidence. In: C. W. H. de Loore, A. J. Willis, P. Laskarides (Hrsg.): Luminous stars and associations in galaxies. Symposium, Porto-Heli, Greece, May 26–31, 1985. D. Reidel Publishing Co., Dordrecht u. a. 1986, S. 451–466 (Proceedings of the 116th symposium of the International Astronomical Union. ISSN 1743-9213).
• Pavel Kroupa: On the variation of the initial mass function. In: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 322, 2, 2001, S. 231–246, ISSN 0035-8711, arxiv:astro-ph/0102155 preprint.
• Pavel Kroupa: The initial mass function of stars. Evidence for uniformity in variable systems. In: Science, 295, 2002, S. 82–91, ISSN 0036-8075, arxiv:astro-ph/0201098 preprint.
• Christophe Becker, Estelle Moraux, Gaspard Duchêne, Thomas Maschberger, Warrick Lawson: Reverse dynamical evolution of Eta Chamaeleontis. arxiv:1303.0193v1 preprint.