具有旋转和磁场的大质量第三星族恒星的演化

[摘要略去部分细节] 我们提出了一组新的大质量第三星族（Pop III）恒星模型网格，包含了旋转对恒星结构和化学混合的影响，以及用于角动量传输的磁力矩。基于该网格，我们还展示了旋转大质量 Pop III 恒星预期最终命运的相图。鉴于本研究采用了较大的过冲参数，我们的非旋转模型比文献中的先前模型更红。特别是，在我们的非旋转超大质量恒星模型（>~200 Msun）中，观测到了氦核物质对流挖掘进入氢包层的现象，这对化学产额可能至关重要。另一方面，随着旋转速度的增加，恒星变得更蓝且光度更高。利用 Spruit-Tayler 发电机机制，与之前不含磁场的模型相比，我们具有足够高初始旋转速度的模型能更早达到临界旋转，从而损失更多质量。旋转最显著的影响体现在所谓的化学均匀演化（CHE）上，这种现象仅在特定的质量和旋转速度范围内被观测到。CHE 有几个重要后果：1) 大量产生原生氮和电离光子。2) 对于 13 - 84 Msun 的初始质量范围，满足了伽马射线暴（GRB）前身星的条件。3) 预计 84 -190 Msun 范围内会发生 Ibc 型对不稳定性超新星。4) 约 56 - 84 Msun 的同一前身星可能既发生脉动对不稳定性超新星又发生 GRB，这可能会显著影响随后的 GRB 余辉。我们发现 CHE 不会发生在超大质量恒星（> 190 Msun）中，在这种情况下，氢包层膨胀至红超巨星阶段，且最终角动量太低，无法产生任何由旋转驱动的爆发事件。