原恒星反馈与第二代原始恒星的最终质量

宇宙中的第一代恒星通过各种反馈过程电离了周围的原初气体。“第二代”原始恒星可能在其复合后由这种受扰动的气体形成。在这封信中，我们研究了此类第二代恒星的晚期形成阶段，此时大量气体吸积到原恒星上，当吸积终止时决定了最终的恒星质量。我们直接计算了吸积流与恒星紫外（UV）辐射之间复杂的相互作用，执行了耦合恒星演化计算的辐射流体动力学模拟。由于前恒星阶段更高效的 H$_2$ 和 HD 冷却，流向恒星的吸积率比第一代恒星形成情况低十倍。较低的吸积率和包层密度导致在较低的原恒星质量 $M_* \simeq 10 M_\odot$ 处出现膨胀的双极 HII 区，该区域吹散了星周物质，从而切断了从包层到吸积盘的质量供应。同时，由于成长中恒星的光致蒸发，盘失去了质量。在我们的基准案例中，恒星 UV 反馈在 $M_* \simeq 17 M_\odot$ 处终止了向恒星的吸积。虽然推导出的第二代原始恒星质量系统地低于第一代，但差异仅在几倍以内。我们的结果提出了一种新情景，即无论代际如何，大多数原始恒星都作为质量为几十个太阳质量的大质量恒星诞生。