原始星形成、核合成及原始星云化学演化

我们采用数值模拟来描述原始星系云中的核合成与演化过程，该模型灵感来自冷暗物质星系形成的层级结构模拟。我们采用超新星驱动的星形成机制，跟踪Type II和Type Ia超新星的化学富集与能量输入。我们采用金属浓度依赖的产出模型，并包含恒星有限寿命。我们推导出金属分布函数、年代-金属关系以及多个α元素和Fe族元素的相对元素丰度。我们发现，来自不同初始条件的云的贡献可复现外太阳漂移的金属分布函数色散。初始质量超过当前全球星团质量的云，在前0.1 Gyr后仍能存活，表明这些系统可能参与了第一批星体的形成，并且可能被自我富集。只有在假设初始质量函数不偏向大质量恒星时，更质量的云才稳定。当铁产出相对于恒星模型减小时，预测的某些α元素和Fe族元素的相对丰度可良好匹配金属浓度低于[Fe/H] = -4时的观测值。也复现了许多元素的观测离散值，包括[alpha/Fe]在低[Fe/H]星体中观察到的双峰现象。然而，除非假设有限范围的祖星质量，否则预测的某些α元素的色散可能过大。结果表明，在极低金属浓度时低质量SNeII可能不存在，以及参与核合成的第一批恒星的最高质量上限可能小于40个太阳质量。