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快速生长的大质量第三星族星的临界吸积率

太阳与恒星天体物理 2023-07-03 v1 宇宙学与河外天体物理 高能天体物理现象

摘要

理解早期宇宙中观测到的大质量黑洞起源与增长的努力,激发了对快速吸积的 primordial(无金属)星的演化与归宿的强烈兴趣。在此,我们研究此类第三星族星在可变吸积率下的演化,重点关注热响应与恒星结构、主序前阶段早期遇到的光度波的影响,以及吸积对其后续演化的作用。我们使用 Geneva 恒星演化代码,模拟了十种具有不同吸积历史的模型,最终质量范围从 491 M_{\odot} 到 6127 M_{\odot}。我们的结果表明,在主序前演化中划分红超巨星与蓝超巨星区域的临界吸积率约为 2.5×1022.5\times10^{-2} M_{\odot}/yr。一旦核心氢燃烧开始,该临界吸积率降至 7.0×1037.0\times10^{-3}M_{\odot}/yr。此外,我们也确认外层表面的开尔文-亥姆霍兹时标是判定红蓝相转变的更相关时标。关于光度波,我们发现它仅影响演化的早期主序前阶段,并不直接影响红蓝相之间的转变,后者主要取决于吸积率。最后,我们证明可变吸积率显著影响寿命、表面增丰、最终质量以及在红相中停留的时间。我们的研究为受可变吸积率作用的第三星族星复杂演化模式提供了全面理解。

关键词

引用

@article{arxiv.2306.17223,
  title  = {Critical accretion rates for rapidly growing massive Population III stars},
  author = {Devesh Nandal and John A. Regan and Tyrone E. Woods and Eoin Farrell and Sylvia Ekström and Georges Meynet},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2306.17223},
  year   = {2023}
}

备注

Accepted in A&A