第一代恒星对成团晕的光电离作用

我们展示了围绕一颗 120 M$_\odot$ 原初恒星成团分布的宇宙学晕的光蒸发数值模拟，研究局限于能够宿主 III 族恒星形成的结构。计算包括自洽的多频保守紫外光子辐射转移、九组分原初化学以及所有相关的辐射过程。这些晕的最终命运随中心密度和与中心源的距离而变化，但通常归为四类。中心密度低于 2 - 3 cm$^{-3}$ 的弥散晕在星团任何位置都会被中心恒星完全电离并蒸发。密度高于 2000 cm$^{-3}$ 的更演化晕核在距恒星大多数距离处对电离辐射和 Lyman-Werner 通量均不敏感，其核心坍缩毫无延迟地进行。中等密度晕中的辐射反馈可以是正的也可以是负的，这取决于电离锋面残余激波如何压缩和变形核心并使其富集 H$_2$。我们发现这颗 120 M$_\odot$ 恒星光解了星团内大多数晕中的 H$_2$，但 H- 的催化作用在恒星死亡后几百 Kyr 内迅速恢复了分子氢，对恒星形成几乎没有延迟。我们的模型显示出与此前的一维球对称模拟的显著偏离，后者由于非物理的几何聚焦效应而易产生严重误差。