Рис.1

Эти интуитивные вопросы отражают несколько самых главных проблем в астрономии. Первый шаг к ответу на них - определить начальное массовое распределение звезд, которое является соотношением количества звезд к их массе в момент их образования; это называется начальная функция массы (НФМ). Поскольку наша галактика включает в себя звезды различных возрастов, изучение распределения массы становится необходимым. Однако, области формирования звезд имеют преимущество, поскольку большинство звезд в них сформированы в одно и то же время. В свою очередь, нет никакой необходимости применять сложное корректирование к функциям массы в случае осуществления выборки звезд в Млечном Пути.

Подсчет НФМ звезд в нашей галактической системе проводится приблизительно с 1950 года. Не так давно  горячей темой стала НФМ в чрезвычайно низком массовом режиме. Коричневые карлики, объекты с низкой массой (менее чем 0.08 солнечной массы [Msun]), которые слишком малы, чтобы стать нормальными звездами, являются очень слабыми, поэтому, НФМ для определения их массы все еще не ясна. Например, в случае нескольких соседних областей формирования, звезды в диапазоне от 0.5 до 1.0 звездной массы Солнца уже хорошо изучены, тогда как в случае со звездами низкой массы (менее чем 0.05 массы Солнца) вопросов все еще намного больше, чем ответов.

Коричневые карлики не сжигают водород. Поэтому, при старении, они становятся слишком слабыми, чтобы быть легко обнаруженными. Однако, молодые коричневые карлики являются относительно яркими в инфракрасных волнах, благодаря их гравитационной энергии. Поэтому, чтобы изучать НФМ в направлении изучения массы коричневых карликов, астрономы выполняют наблюдения в инфракрасных волнах для изучения областей формирования звезд.

Предыдущие наблюдения ограничены в направлении самых близких областей формирования звезд, особенно с низкой массой, таких как Телец и ближайший к нам  Орион. Считается, что большинство звезд в нашей галактике появляется именно в областях формирования и большая часть из них имеет низкую массу. В результате, предыдущие наблюдения не обеспечили НФМ всю совокупность звезд галактики.

Большинство плотных областей формирования звезд отдалено от созвездия Орион (M42) более чем вдвое. Мощные телескопы, такие, как Subaru 8.2m, необходимы для наблюдения в них малых звезд. Кроме случаев изучения малых звезд в отдаленных областях, высокое разрешение изображения также необходимо для определения одиноких звезд.

Для того, чтобы исследовать тусклые отдаленные звезды с низкой массой, команда японских и индийских астрономов использовала высокую чувствительность и пространственную резолюцию CISCO камеры ИК-излучения в Subaru, чтобы получить беспрецедентные детальные данные в направлении главных звезд сформированного региона W3. Регион W3, находящийся на расстоянии приблизительно в 6,000 световых лет от нас в созвездии Кассиопеи, является очень активной и массивной областью формирования звезд. Рис. 1, приблизительно через 1.6 минут, показывает цветное инфракрасное изображение для массива W3, основанного на данных Subaru (красный: K; зеленый: H; голубой: J). На сегодняшний день, это инфракрасное изображение - самое глубокое и самое лучшее изображение от наземного телескопа среди всех изображений массивов формирования звезд. Наше глубокое и с высоким разрешением изображение показывает отличительные красноватые и синеватые особенности облачности, непонятные соединения между разбросанной облачностью, и существенное количество слабых звезд в регионе W3.

Впервые изучение показало, что в области главной звезды региона формирования W3 есть большое количество коричневых карликов. Этот результат значительно отличается от результата, полученного в случаях Трапеции и ІС 348, где напротив наблюдалось уменьшение относительной совокупности коричневых карликов (см. Рис. 2). Результаты исследования показывают, что относительное количество коричневых карликов может отличаться в различных регионах галактики. В будущем команда возобновит наблюдения в направлении гораздо большего массива областей формирования звезд в удаленных регионах, чтобы выяснить, насколько распространены эти результаты.

Рис.1: Трехцветное композитное изображение  W3 Main. Красные цветные объекты влево от центра - чрезвычайно молодые звездные массы, окруженные менее массивными звездами возрастом около одного миллиона лет. Туманности с разнообразием цветов и форм - ионизированный газ, отражающий свет этих звезд. Также заметны волокнистые темные облака. Линия в нижней левой стороне показывает масштаб 0.2 парсека, приблизительно 40 тысяч астрономических единиц.

Рис. 2: Звездная перепись, показывающая население соответствующие весу. Горизонтальная ось - масса единицы солнечной массы в масштабе, пока вертикальная ось - число звезд в масштабе. В регионе W3 (толстая линия), население возрастает в направлении менее массивных звезд к звездам малой массы, индицируя изобилие звезд-карликов в этом регионе. Нужно отметить, что оборот находится в более массивном диапазоне созвездия Орион.

• 

  Рис. 2