具有质量吸积的极高质量第三族恒星从主序前到坍缩的演化

我们计算了零金属丰度的第三族(Pop III)恒星的演化，其质量通过吸积周围气体从初始质量约$1M_{\odot}$增长。我们的计算涵盖了从主序前阶段，经过各种核燃烧阶段，直到最终核心坍缩或对不稳定性阶段的整个演化过程。我们采用了以下依赖于恒星质量的吸积率，这些吸积率源自基于红移$z \sim 20$处低质量暗物质晕的早期结构形成宇宙学模拟：(1) 第一代(Pop III.1)恒星的吸积率，以及(2) 零金属丰度但受Pop III.1恒星辐射影响的第二代(Pop III.2)恒星的吸积率。为了比较，我们还研究了受辐射反馈影响的质量依赖吸积率下的演化。我们表明，Pop III.1恒星的最终质量可以高达约$1000M_{\odot}$，超出了对不稳定超新星的质量范围($140 - 300M_{\odot}$)。如此大质量的恒星会经历核心坍缩，形成中等质量黑洞，这可能是并合树形成超大质量黑洞的种子。另一方面，Pop III.2恒星的质量较小($\lesssim 40 - 60M_{\odot}$)，处于普通铁核心坍缩恒星的质量范围内。这类恒星会爆炸并抛射重元素，为早期宇宙的化学增丰做出贡献，正如在银河系晕中极端贫金属恒星的丰度模式中所观测到的那样。