原星系中的盘碎裂是否阻碍了超大质量恒星的形成？

在第一代原星系中形成、维里温度 $T_{vir}>10^4$ K 的超大质量恒星（SMSs；$>10^5$ $M_{sun}$）预计将在高红移宇宙（$z>7$）中坍缩成超大质量黑洞（SMBHs）的种子。然而，原初气体的碎裂可能是 SMS 形成的障碍。我们讨论了致密、无金属、临界不稳定核原星系盘的预期性质，以及盘中由引力不稳定性形成的团块的命运。在特征半径 $R_f=$ 数 $\times 10^{-2}$ pc 以内，盘碎裂成质量约为 30 $M_{sun}$ 的巨大团块。这些团块通过吸积增长，并在约 $10^4$ 年的时标上迅速向内迁移，该时标与 Kelvin-Helmholz 时标（$>10^4$ 年）相当或更短。部分团块可能演化成零龄主序星并通过辐射反馈停止气体吸积，但大多数团块能够在形成大质量恒星之前向内迁移并与中心原恒星合并。此外，我们发现，在富金属气体中由尘埃引起的碎裂不会改变这些结论，除非 $Z> 3\times 10^{-4}$ $Z_{sun}$，因为低于该金属丰度时，团块迁移仍与原初情况一样迅速。我们的结果表明，致密贫金属盘的碎裂不能阻止 SMS 的形成。