论宇宙学流中超大质量原初恒星的演化

在 z ~ 15 - 20 原子冷却晕中形成的原初超大质量恒星（SMSs）是第一批类星体种子的主要候选者。过去对 SMSs 演化的数值研究通常假设恒定吸积率，而非其形成于其中的高度可变流。我们使用 Kepler 恒星演化与隐式流体动力学代码，在造就它们的宇宙学流中模拟 SMSs 的演化。我们发现，无论晕质量、自旋或并合历史如何，它们在主序氢燃烧期间或结束时（1 - 1.5 Myr）达到 1 - 2 x $10^5 M_{\odot}$ 质量，然后经历直接坍缩为黑洞（DCBHs）。我们还发现，真实的、高度可变的吸积历史允许更大多样性的超大质量恒星结构，包括某些情况下大体热弛豫的天体，这可能提供显著的辐射反馈源。我们的模型表明，纯原子冷却晕所预言的吸积历史可能对第一批大质量类星体种子的质量施加狭窄谱，但纳入真实反馈的进一步研究对于确认这是否在所有情况下成立至关重要。我们的结果还表明，这些晕中可形成处于不同演化阶段的多个 SMSs，提升了 SMS 双星与超大质量 X 射线双星（SMXBs）以及可被 LISA 探测的 DCBH 并合的可能性。