辐射压对致密恒星系统恒星形成效率与面密度的限制

年轻大质量恒星团中遮蔽并供给恒星形成的巨大尘埃气体柱，可能使此类系统在远红外波段仍保持光学厚。这提出了一种可能性：由离开恒星表面的光子吸收所产生的“直接”辐射压，以及由尘埃颗粒吸收光子后重新发射所产生的“间接”辐射压，都可能是此类系统中重要的反馈来源。本文通过推导一个自引力、混合气-星球的球状云在直接与间接辐射压联合作用下避免灾难性瓦解的条件，来评估这一可能性。我们表明，辐射压在（极大的）气体面密度约 $10^5 M_\odot$ pc$^{-2} (Z_\odot/Z) \simeq 20$ g cm$^{-2} (Z_\odot/Z)$ 处设定了最大星团形成效率 $\epsilon_{\rm max} \sim 0.9$，但高于此极限的气体云在恒星形成过程中会发生显著的辐射驱动膨胀，导致所有星团的恒星面密度最大值非常接近该值。关于致密恒星系统中心面质量密度的数据虽然稀疏且部分受动力学效应混淆，但大体上与存在与此值相当、依赖于金属丰度的上限这一事实相符。我们的结果意味着，对于 $Z \gtrsim 0.2 Z_\odot$ 的系统，该极限可能阻碍中等质量黑洞前身的形成。