年轻星团中的恒星碰撞：（极）大质量恒星的形成？

在年轻星团中，密度可能足够高且速度弥散足够低，使得恒星碰撞并合并的概率显著。这已被提议作为构建恒星质量函数高质量部分的一种可能方式，以及通过碰撞失控形成一个或两个极高质量恒星（M > 150 Msun）的机制。我简要回顾了恒星碰撞的标准理论，涵盖稠密星团的恒星动力学和恒星相遇的流体动力学。对于理想的球状星团模型（无初始质量分层、无气体且由主序星组成），发生显著速率碰撞的条件已相对清楚。在这种简化情况下，双体弛豫通过质量分层驱动核心坍缩，如果核心坍缩时间短于初始存在的最巨大恒星的主序寿命，随后将进入碰撞阶段。这一阶段的结果仍高度不确定。更现实的情况是星团仍含有大量星际气体，恒星从中吸积。随着恒星质量增加，星团中心区域收缩。这一鲜少探索的机制可能导致极高的恒星密度，但除了极富有的系统外，收缩很可能在碰撞发生前被少体相互作用所阻止。完整的图景需要结合这两种情景，并解决许多不确定性，包括星团子结构的作用、星际气体的动力学效应、非主序星以及合并恒星的结构和演化。