通过快速质量吸积形成原初超大质量恒星
太阳与恒星天体物理
2015-06-16 v2 宇宙学与河外天体物理
摘要
通过极快速质量吸积（Mdot >~ 0.1 Msun/yr）形成的超大质量恒星可能是红移约6之后观测到的超大质量黑洞的前体。在先前工作的基础上，我们在此研究在此类快速质量吸积下生长的原初恒星的演化，直至恒星质量达到 10^{4 - 5} Msun。我们的恒星演化计算表明，恒星在经历“超巨星原恒星”阶段时会变得超大质量，在此阶段恒星具有非常膨胀的包层和收缩的内核。恒星半径随恒星质量单调增加，当 M_* >~ 10^4 Msun 时达到 =~ 100 AU，此后恒星开始缓慢收缩。由于半径很大，在快速吸积期间有效温度始终低于 10^4 K。因此，吸积物质对恒星辐射几乎是完全透明的。只有当 M_* >~ 10^5 Msun 时，恒星 UV 反馈才能起作用并干扰质量吸积流。我们还检验了吸积超大质量恒星的脉动稳定性，表明脉动驱动的质量损失不会阻止恒星质量的增长。膨胀超大质量恒星的观测特征应可被未来的观测设施如 James Webb Space Telescope 探测到。我们的结果预测，吸积超大质量恒星的内核在恒星质量超过 10^5 Msun 后不久将遭受广义相对论不稳定性。内核坍缩后应形成一个极大质量的黑洞。
引用
@article{arxiv.1308.4457,
title = {Formation of Primordial Supermassive Stars by Rapid Mass Accretion},
author = {Takashi Hosokawa and Harold W. Yorke and Kohei Inayoshi and Kazuyuki Omukai and Naoki Yoshida},
journal= {arXiv preprint arXiv:1308.4457},
year = {2015}
}
备注
14 pages, 13 figures, accepted for publication in ApJ