原初吸积超大质量星中广义相对论不稳定性的线性绝热分析

吸积的、质量约为$\gtrsim 10^{5}\,M_\odot$的超大质量星最终会通过广义相对论（GR）不稳定性直接坍缩成黑洞。这种超大质量星的直接坍缩被认为是红移$z > 6$处超大质量黑洞的一种可能形成通道。在这项工作中，我们研究了具有恒定吸积率（介于$0.01$和$1000\,M_\odot$yr$^{-1}$之间）的吸积族III星的最终质量。我们通过求解广义相对论线性绝热径向脉动的微分方程来确定最终质量。我们发现，吸积率$\gtrsim 0.05\,M_\odot$yr$^{-1}$的模型会在取决于吸积率的质量处经历GR不稳定性。临界质量随吸积率增大而增大，范围从$0.05\,M_\odot$yr$^{-1}$时的$8\times10^{4}\,M_\odot$到$1000\,M_\odot$yr$^{-1}$时的$\sim10^6\,M_\odot$。吸积率为$0.05\,M_\odot$yr$^{-1}$的模型在核心氢燃烧结束时达到GR不稳定性。具有更高吸积率的更高质量模型在氢燃烧阶段达到GR不稳定性。