论太阳金属丰度下黑洞质量的上限

在高金属丰度环境中，黑洞（BH）在核坍缩刚结束时可达到的质量，很大程度上取决于其前身星通过星风损失的质量。一方面，新的理论与观测证据表明，早期阶段的星风应弱于许多标准模型所设定的强度。另一方面，对于初始质量 $M_{\rm ZAMS}\gtrsim 100$ M$_\odot$ 的恒星，其接近爱丁顿极限应在最早阶段就影响光学厚包层的形成，从而导致主序期间更高的质量损失率。我们使用演化代码 MESA 与 Genec，在太阳金属丰度 Z$_\odot=0.014$ 下计算了一系列大质量恒星的演化轨迹，其中纳入了我们对星风质量损失设定的这些改变。在我们的计算中，我们采用中等自转、高 overshooting 以及磁角动量输运。我们发现于 Z$_\odot$ 处最大黑洞质量 $M_{\rm BH, max}=28.3$ M$_\odot$。预测最质量的黑洞由 $M_{\rm ZAMS}\gtrsim 250$ M$_\odot$ 的恒星形成，且黑洞质量与其前身星的 $M_{\rm ZAMS}$ 成正比。我们还发现，在我们的模型中，于 Z$_\odot$ 处几乎任何黑洞前身星都会因内部混合与星风质量损失的联合效应自然演化为沃尔夫-拉叶星。这些结果与此前多数关于恒星坍缩为黑洞前最终质量的最新研究有显著不同。尽管我们承认恒星演化建模固有的不确定性，我们的研究强调了在黑洞质量预测中采用最新物理的重要性。