极贫金属星周盘引力碎裂

我们研究了吸积极贫金属（$Z \leq 10^{-3}$ Zsun）气体的星周盘的引力碎裂，使用自适应网格加密代码 Enzo 进行了一系列三维流体动力学模拟。我们系统地追踪了第一颗原恒星诞生后 2000 年的长期演化，分别对应 $Z = 0$、$10^{-5}$、$10^{-4}$ 和 $10^{-3}$ Zsun 的情形。我们表明，自引力团块数量随 $Z$ 的演化发生定性变化。在贫金属情形下，由尘埃冷却引发的剧烈碎裂产生作用，在 $Z = 10^{-5}$ 和 $10^{-4}$ Zsun 时暂时提供约 10 个自引力团块。然而，我们也表明这种碎裂是一个非常偶发的过程；在早期的碎裂事件之后，这些情形中团块的数量随着它们合并消失而持续减少。剧烈碎裂倾向于在较高 $Z$ 时更晚发生，反映出尘埃诱发的碎裂在较低密度时最为高效。因此，在 $Z = 10^{-3}$ Zsun 时，团块数量在盘碎裂于晚期阶段开始之前始终保持最小。我们还表明团块质量分布也依赖于金属丰度。仅在 $Z = 10^{-3}$ Zsun 时出现一个或一对明显重于其他团块的团块，而在较低金属丰度下它们的质量分布更为均匀。我们提出，盘碎裂应当产生恒星多重系统，但其性质随极少量金属而剧烈改变。