第三星族原恒星双星并合条件

具有极小间距的大质量密近双星已被观测到，它们可能是引力波源的可能前身。大质量双星在原恒星吸积阶段的演化是理解其形成过程的关键。因此，我们研究由高密度核与广阔低密度包层组成的原恒星能彼此接近而不并合的最近距离。为探究并合条件，我们采用光滑粒子流体动力学模拟，追踪具有不同初始间距的等质量双星的演化。由于星族（Pop）I与III原恒星具有相似的内部结构，我们采用恒星演化计算得到的质心为$7.75\;M_{\odot}$、半径为$61.1\;R_{\odot}$的特定Pop~III模型。结果表明，由于轨道角动量向自旋角动量的转移，双星间距减小。若初始间距小于原恒星半径之和的约80%，双星在短于潮汐锁定时标的时间内并合。并合前质量损失$\lesssim 3$%。并合后恒星快速自转，其内部结构与初始间距无关。我们得出结论：在原恒星收缩进入零龄主序阶段后，必然存在某种轨道收缩机制。