第三星族多重性对暗星形成的影响

我们数值研究了暗物质 (DM) 与第三星族 (Pop III) 恒星系统之间的相互作用，以探索在此物理场景下形成 Pop III 暗星的可能性。我们进行了一次宇宙学模拟，初始红移 z ~ 100，追踪气体和暗物质的演化。我们分析了 z ~ 20 时第一个微晕的形成以及随后气体坍缩至 10^12 cm^-3 密度的过程。随后，我们利用该模拟初始化一组小尺度的“切割”模拟，在其中进一步细化暗物质，使其空间分辨率与气体相当。我们测试了多种暗物质密度分布，并采用汇粒子法来代表吸积的恒星形成区域。我们发现，对于一系列暗物质构型，Pop III 恒星 - 吸积盘系统的运动导致原恒星位置相对于暗物质密度峰值发生分离，使得暗物质不足以在超过约 5000 年的时间里影响原恒星的形成和演化。此外，恒星 - 吸积盘系统导致中心暗物质发生引力散射至较低密度，进一步随时间减弱了暗物质的影响。因此，对于典型的多重系统，任何由暗物质驱动的 Pop III 恒星阶段都将非常短暂，暗物质不会显著延长 Pop III 恒星的寿命。