论吸积原初超大质量恒星的最大质量

超大质量原初恒星被怀疑是z~6处最大质量类星体的前身。先前对这类恒星的研究要么无法解析流体动力学时间尺度,要么考虑的是孤立恒星,而非它们实际形成时所处的极端吸积流中。因此,这些研究无法自洽地预测它们在坍缩时的最终质量,或所产生的超大质量黑洞种子质量,而是借助于与简单多方模型的比较。在此,我们使用恒星演化代码KEPLER,在每年0.01-10太阳质量的吸积率下,系统地考察了吸积的非旋转超大质量恒星的诞生、演化和坍缩。我们的方法包含对恒星结构的后牛顿修正和自适应核反应网络,并且能够在超大质量恒星遇到广义相对论不稳定性后转入跟踪其流体动力学演化。我们发现,对于每年0.1-10太阳质量的吸积率,这种不稳定性在恒星质量达到150,000-330,000太阳质量时触发坍缩,且恒星的最终质量与吸积率大致呈对数缩放关系。恒星的结构及其抗坍缩的稳定性对对流处理和外吸积包层的热含量很敏感。与其他代码的比较表明,这里的差异可能导致恒星随时间演化状态出现微小偏差,且该偏差随吸积率增大而加剧。由于广义相对论不稳定性会导致这些恒星立即死亡,我们的模型为第一代类星体诞生时的质量设定了上限。