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大质量黑洞种子周围诱导的无金属恒星形成

星系天体物理 2020-08-12 v2

摘要

大质量黑洞的直接形成是已观测到的最早一批超大质量黑洞的潜在种子机制。我们研究大质量黑洞种子的存在如何影响其前星系宿主晕的电离与热状态以及随后的恒星形成。我们表明,其X射线辐射在百万年尺度内电离并加热介质,在核区内的屏蔽区域中增强H2\rm{H}_2的形成。增强的分子冷却在单次事件中以约0.1%0.1\%的恒星形成效率触发了约104 M10^4~{\rm M}_\odot无金属恒星团的形成。恒星形成发生在被X射线部分电离的H II区边缘附近,因此其初始尺度取决于黑洞性质和周围环境。模拟的无金属星系初始半光半径约为1010 pc,但在1000万年后因诞生云的外向速度扩张至约5050 pc。随后超新星反馈在数千万年内抑制任何进一步的恒星形成,使得大质量无金属恒星死亡后大质量黑洞主导光谱。

关键词

引用

@article{arxiv.1910.08554,
  title  = {Induced metal-free star formation around a massive black hole seed},
  author = {Aycin Aykutalp and Kirk S. S. Barrow and John H. Wise and Jarrett L. Johnson},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1910.08554},
  year   = {2020}
}

备注

Accepted for publication in ApJ Letters, 7 pages, 5 figures