星族 III 恒星系统的形成与存活

第一代恒星（星族 III）的初始质量函数在塑造早期宇宙的星系形成与演化中起着至关重要的作用。一个尚未解决的关键问题是吸积盘中形成的次级原恒星的最终命运，具体而言是它们会并合还是存活。我们对暗物质迷你晕内碎裂、原恒星吸积与并合之间复杂的相互作用进行了一系列流体动力学模拟。我们没有采用传统的汇粒子方法，而是使用刚性状态方程方法，以便更可靠地确定盘内的粘滞输运。模拟显示了由内而外的碎裂，因为气体在中心区域坍缩得更快。碎片在粘滞时标上迁移，在此期间角动量损失，使它们能够向盘中心移动，在那里可能与主原恒星发生并合。此过程取决于碎裂尺度，存在一个最大尺度 (1 - 5) × 10^4 天文单位，在此尺度内碎片可以迁移到主原恒星。粘滞输运一直活跃，直到主原恒星的辐射反馈摧毁吸积盘。因此，最终的质量谱和多重性关键取决于盘中粘滞的作用。在原初情况下，当粘滞参数 α ≤ 1 时，整个盘都受到有效的粘滞输运。该问题的一个重要方面是星族 III 双星系统的存活概率，它们可能是 Advanced LIGO 探测器将要探测的引力波源。