稠密星团中通过碰撞形成超大质量恒星

我们利用n体技术的扩展来研究吸积原星团的收缩，该技术结合了恒星从其所嵌入的气体储库中的吸积增长。继Davis等人的蒙特卡洛研究之后，我们将实验目标锁定在可能因吸积驱动收缩而发生碰撞的密集星团。我们验证了在类似猎户座的较不极端的恒星形成环境中，恒星密度足够低，碰撞不重要，但在大n星团（即n~30,000）中，适合恒星碰撞的条件更容易满足（然而，我们认为Arches星团的密度不足以让我们预期在其先前演化中发生过恒星碰撞）。我们发现碰撞过程的特征并非平滑填充质量谱高端的一条路径。相反，在吸积停止后不到1 Myr的时间内，可能发生一个或两个极端天体的失控增长，导致少数天体的质量达到吸积所达最大质量的数倍。这些天体的快速形成不仅归因于星团形成后的动力学演化，还归因于动力学与恒星吸积增长之间的相互作用。我们发现，吸积驱动的星团收缩导致气体和恒星分布发生变化，抵消了气体抛射的破坏性影响，并且我们提出该过程可能导致大质量双星和星团中的早期质量分层。