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低金属丰度下的大质量恒星力学反馈延迟

星系天体物理 2023-10-17 v1

摘要

大质量恒星力学反馈的经典模型基于太阳金属丰度(Zsun)下的效应,然而在低金属丰度下反馈参数截然不同。贫金属恒星风弱得多,且更多大质量超新星前身星可能直接坍缩为黑洞而不爆炸。因此,对于约 0.4 Zsun,我们发现总积分力学能量与动量分别比经典太阳金属丰度预期值降低约 40% 与 75%。但尤为重要的是,这些变化实际上将力学反馈的起始延迟至约 10 Myr 的年龄。高能 X 射线双星(high-mass X-ray binaries)的反馈可能在 5–10 Myr 年龄间略微提升力学光度,但其具有随机性,且在此时间尺度上不太可能显著。恒星动力学机制在远早于 10 Myr 前就将多数大质量恒星移出星团,这会进一步放大该效应;弱反馈所暗示的气体保留加剧了此过程。延迟的力学反馈意味着辐射反馈在早期年龄占主导,这与某些极端星暴中观测到的超风缺失一致。该情形可能导致更高的恒星形成效率、星团中的多重恒星族以及更高的莱曼连续谱逃逸。这可解释金属贫乏星系中的巨型恒星形成复合体,以及 OB 超泡壳相对于其推断年龄的较小尺寸。它还可能对星系化学演化产生适度影响,包括氧丰度。因此,延迟的低金属丰度力学反馈可能具有广泛启示,包括对早期宇宙时期。

关键词

引用

@article{arxiv.2310.10589,
  title  = {Delayed Massive-Star Mechanical Feedback at Low Metallicity},
  author = {Michelle C. Jecmen and M. S. Oey},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2310.10589},
  year   = {2023}
}

备注

13 pages, 6 figures, accepted for publication in ApJ