原星系中第一批超新星的演化：重元素混合动力学

本文考虑了位于非旋转原星系中的质量$M_*\sim 25-200 M_\odot$的族III恒星产生的超新星包层的演化，原星系质量$M\sim 10^7 M_\odot$，红移$z=12$，暗物质密度分布为修正等温球形式。超新星爆炸发生在由单颗母星形成的电离区中。研究了母星产生的重元素（金属）分布的性质，以及它们与超新星包层中原初气体混合的效率。在高能超新星（$E\simgt 5\times 10^{52}$ erg）中，可观比例的气体可以被喷射出原星系，但几乎所有重元素都留在原星系内。在较低能量爆炸（$E\simlt 3\times 10^{52}$ erg）中，基本上没有气体和重元素从原星系中损失：在最初的一到三百万年内，气体和重元素被积极地从原星系中心区域（$r\sim 0.1 r_{vir}$，其中$r_{vir}$是原星系的维里半径）带出，但随后当热腔冷却且包层坍缩时，可观比例的金属质量返回。高能超新星（$E\simgt 5\times 10^{52}$ erg）的特点是金属混合效率非常低；它们的重元素位于被破坏的包层所占据的小体积内（体积与整个包层相当），而大部分金属留在包层内部热而稀薄的空腔中。（删节）