金属、尘埃与宇宙微波背景：高红移恒星形成云的碎裂

我们研究了宇宙微波背景辐射场对前恒星云坍缩的影响。使用半解析模型追踪具有不同初始金属丰度和尘埃含量的云在不同红移下的热演化，我们自洽地研究了云碎裂时平均金斯质量对金属线冷却、尘埃冷却和宇宙微波背景的响应。在没有尘埃颗粒的情况下，当红移$z < 10$且金属丰度$10^{-4} Z_{\odot} < Z < 10^{-2.5} Z_{\odot}$时，会形成中等特征质量（几十个$M_{\odot}$）；在更高金属丰度下，宇宙微波背景抑制碎裂，只形成非常大的质量（约几百个$M_{\odot}$）。这些效应在$z > 10$时变得更加显著，碎裂质量尺度始终大于几百个$M_{\odot}$，与初始金属丰度无关。当存在尘埃颗粒时，在任何红移下，对于金属丰度$Z > 10^{-6} Z_{\odot}$，都会形成亚太阳质量碎片，因为尘埃冷却对宇宙微波背景的存在相对不敏感。当$Z > 10^{-3} Z_{\odot}$时，在$z > 5$处宇宙微波背景对尘埃颗粒的加热有利于形成更大质量，当$Z > 10^{-2} Z_{\odot}$且$z > 10$时，质量超过太阳质量。最后，我们讨论了我们的结果对解释银河系晕中极贫金属星观测丰度模式的启示。