Inferencia de la función de masa inicial de grupos estelares co-móviles jóvenes del entorno solar

Abstract

El entorno solar está poblado por grupos de estrellas jóvenes y co-móviles. Su juventud sugiere que se trata de remanentes de grupos estelares que se están dispersando en el disco galáctico lo cual combinado con su cercanía los vuelve candidatos ideales para el estudio de la Función de Masa Inicial (IMF). En este trabajo, desarrollamos e implementamos un método para detectar miembros de estos grupos a partir de su distribución en un espacio cinemático de cinco dimensiones construido con datos del sondeo Gaia DR3 e inferir sus IMF en el rango de masas 0,01 < m/M⊙ < 5. Aplicamos el método a diez grupos conocidos, detectando un total de 1229 candidatos cinemáticos y fotométricos a miembros, recuperando 66% de los miembros conocidos y detectando 604 nuevos candidatos de los cuales estimamos que entre 105 y 287 sean contaminantes. Finalmente, obtuvimos las diez IMF, nueve de las cuales son in´editas, y calculamos la IMF normalizada promedio de los diez grupos. Hallamos que las parametrizaciones de la IMF como funciones log-normales para masas m/M⊙ < 1 son consistentes con las estimadas por Chabrier (2003) y Suárez et al. (2019), tanto a partir de los miembros de la literatura como a partir de nuestras detecciones. Además, nuestros resultados presentan un mejor acuerdo con la IMF de Salpeter (1955) en el rango de masas m/M⊙ > 1 que las funciones de masa obtenidas de los miembros de la literatura. Finalmente, hallamos indicios de contaminaciones en promedio en torno a 1 M⊙ y de incompletitud para objetos con masas m/M⊙ < 0,02 que serían estudiados en futuros trabajos. Las incompletitudes observadas pudieran ser consecuencia de un proceso de dispersión cinemático que amerita futuros estudios. Este trabajo representa un avance importante en el estudio de los grupos jóvenes del entorno solar tanto por ser el primero en reportar las funciones de masa de nueve de estos grupos como por proporcionar información sobre su posible origen.

The solar neighborhood is populated by groups of young, co-moving stars. Their youth suggests that they are remnants of stellar groups dispersing in the galactic disk, which combined with their proximity makes them ideal candidates for the study of the Initial Mass Function (IMF). In this work, we develop and implement a method to detect members of these groups based on their distribution in a five-dimensional kinematic space constructed from Gaia DR3 survey data, and to infer their IMF in the mass range 0,01 < m/M⊙ < 5. We apply the method to ten known groups, detecting a total of 1229 kinematic and photometric candidate members, recovering 66% of the known members and detecting 604 new candidates from which we estimate that between 105 and 287 are contaminants. Finally, we obtained the IMF for the ten groups, nine of which are new, and calculated the average normalized IMF of the ten groups. We found that IMF parameterizations as log-normal functions for masses m/M⊙ < 1 are consistent with those estimated by Chabrier (2003) and Su´arez et al. (2019) from both literature members and our detections. Additionally, our results show better agreement with the IMF of Salpeter (1955) in the mass range m/M⊙ > 1 than the mass functions obtained from literature members. Finally, we found evidence of contamination on average around 1 M⊙ and incompleteness for objects with masses m/M⊙ < 0,02 that will be studied in future work. The observed incompleteness could be the result of a kinematic dispersion process that needs further studies. This work represents a significant advance in the study of young groups in the solar neighborhood, both as the first to report the mass functions of nine of these groups and by providing information on their possible origin.