超大质量第三族恒星的广义相对论不稳定性超新星

在红移 $z \sim$ 15 处强紫外背景下的原始星系中，形成质量 $\gtrsim$ 10,000 Msun 的超大质量第三族恒星，可能是到 $z \sim$ 7 时形成超大质量黑洞的最可行途径。预计这些恒星大多数寿命较短，随后直接坍缩为黑洞，在其生命周期中几乎没有或仅有少量质量损失。但我们现在发现，质量接近 55,000 Msun 的非旋转原始恒星反而可能作为高能热核超新星死亡，其能量由爆炸性氦燃烧提供，释放能量高达 10$^{55}$ erg，约为 Ia 型超新星能量的 10,000 倍。该爆炸由恒星核心中热光子对引力的广义相对论贡献触发，导致核心收缩并发生爆炸性燃烧。能量释放完全解绑了恒星，未留下致密残骸，约一半的恒星质量以重元素形式被抛射到早期宇宙中。该爆炸在 $z \lesssim$ 20 时可在近红外波段被 {\it Euclid} 和广域红外巡天望远镜 (WFIRST) 观测到，这可能标志着超大质量黑洞种子和首批类星体的诞生。