氢化锂对原初气体冷却的影响

我们通过探究 $\mathrm{LiH}$ 冷却的可能影响，完善了首星形成的标准模型表述，此影响在以往非线性坍缩的模拟中被忽略。具体而言，我们发现红移 $z\gtrsim 5$ 时，$\mathrm{LiH}$ 的冷却对激波原初气体、坍缩进入极小晕或遗迹 HII 区的原初气体的热演化均无影响，即便原初锂丰度增强一个数量级也是如此。将最重要的锂物种加入原初化学的最小网络，我们证明在所有考虑的情形中产生的 $\mathrm{LiH}$ 均不足，对于 $T\lesssim 100$ K 约为 $\[\mathrm{LiH/Li}]\sim 10^{-9}$。事实上，只有在高度不可能的情形下，即 $\mathrm{LiH}$ 丰度增加九个数量级（意味着 $所有$ 锂都必须转化为 $\mathrm{LiH}$）时，$\mathrm{LiH}$ 冷却才会在激波原初气体中具有边际显著性。本研究中未考虑光致破坏过程，且 $\mathrm{LiH}$ 的碰撞解离速率可能被低估，使得我们的结果是一个极端上限。因此，对于第三星族（Population III）恒星形成气体的热演化，$\mathrm{LiH}$ 的冷却可安全忽略。