从第三星族超新星爆发中恢复及第二代恒星形成的 onset

我们利用宇宙学模拟评估了第一代恒星的超新星（SNe）爆发如何影响早期宇宙历史。具体而言，我们研究了超新星对第三星族（Pop III）恒星形成宿主系统的影响，并探讨了其对晕环境和 Pop III 前身星质量的依赖性。随后，我们追踪富金属气体的演化，直至满足触发第二代恒星形成的条件。为此，我们量化了恢复时标，该时标衡量了 Pop III 超新星爆发与能够形成第二代恒星的冷密气体出现之间的时间延迟。我们发现，该时标对 Pop III 前身星质量高度敏感，而对晕环境的敏感性较低。对于质量较大的前身星（包括发生对不稳定性超新星爆发的那些），第二代恒星形成会被显著推迟，最长可达一个哈勃时间。恢复时间对超新星前身星质量的依赖性主要源于前身星的电离影响。光电离加热增加了气体压力并引发了流体动力学响应，从而降低了中心气体密度，这种效应在质量较大的恒星中更为显著。围绕低质量 Pop III 恒星的气体保持较高的密度，因此超新星遗迹冷却得更快，促进了气体的后续再凝聚和第二代恒星的形成。在大多数情况下，第二代恒星已经富集了约 2-5 X 10^{-4}\zsun 的金属丰度，因此属于第二星族。恢复时标是决定第一代星系性质的关键量，这些星系能够容纳低质量、长寿命的恒星系统，而这些系统正是詹姆斯·韦伯太空望远镜未来深场观测的目标。