THESAN-ZOOM 项目：人III 星在完全电离时代仍持续形成

人III星是宇宙中最早的恒星，由无金属气体形成，标志着宇宙暗时代的结束。由于前代恒星的金属 enrichment，人III星的形成率预计在红移 $z \approx 15$ 后急剧下降。在本文中，我们分析了来自 THESAN-ZOOM 项目的 14 个 zoom-in 模拟，该项目将不同 halo 从 THESAN-1 宇宙盒演化至 $z=3$。气体相位每单元最高分辨率可达 $142 M_\odot$，结合星际介质（ISM）的多相模型、辐射传递（包括 Lyman-Werner 辐射）、尘埃物理以及非平衡化学网络（跟踪分子氢形成），从而对人III星在无金属气体中的形成提供了虽不完美但相对真实的描述。我们的结果表明，人III星在质量范围从 $10^6 M_\odot$ 至 $10^9 M_\odot$ 的低质量 halo 中，持续形成至约 $z=5$ 的电离时代结束。此时，光蒸发抑制了这些小型 halo 中的进一步星形成，这些 halo 随后合并形成更大的中心 halo。因此，人III星的残余主要位于较大 halo 的卫星星系中。尽管直接探测人III星仍然困难，但这些结果暗示原始星形成可能留下可观测的痕迹，或间接影响高红移星系的性质。在 THESAN-ZOOM 框架中加入显式的人III星反馈和专门的初始质量函数建模，将有助于解释来自詹姆斯·威布斯太空站（JWST）的 emerging 限制。