巨型星体异己：星际合并如何驱动极端巨星的质量损失

有学者认为，极端巨星（$>10^3\ {\rm M}_\odot$）的形成可能源于低金属（$Z<10^{-1}$~Z$_\odot$）且密集（$\gtrsim10^3\ {\rm M}_\odot\ {\rm pc}^{-3}$）星际环境中星体的合并。由于这些天体可作为中间质量黑洞的前体，也是化学浪格的著名候选者——这一说法在宇宙历史中得到了充分的证据。本文在流体力学框架下考察了极端巨星中由星际合并引起的质量损失，并提供了从模拟中导出的用于估算质量损失及相互作用结果的经验公式。我们将1维流体、星体结构与演化代码MESA适用于模拟星体轨道黏合。我们的模拟考虑了质量大于$1000\,\rm M_{\odot}$的星体，其合并伴侣质量小于$100$ M$_\odot$；因此，质量比例小于$0.1$。随着轨道黏合的进行，系统的轨道能量通过流体力学和引力阻力损失。这种能量以热能形式沉积到极端巨星的外层。我们发现，总共抛射的质量约为系统质量的$10$—$30$%。我们的结果表明，轨道黏合沉积的大部分能量用于抛射质量。这些发现表明，对于所考虑的配置而言，合并引起的质量损失是不可忽略的。因此，在探讨极端巨星形成以及预测其在宇宙历史中可能的作用时，这一过程是一个重要因素。