年轻球状星团中的超巨星及其壳层

在银河系球状星团的部分低质量恒星中观测到了反常的表面丰度，这可能源自前一代大质量恒星抛出的热氢燃烧产物。我们提出并研究了一种情形：受污染的第二代低质量恒星可以在年轻球状团内冷超巨星周围的壳层中形成。对低金属丰度大质量恒星（M$_{\rm i}\sim$ 150$-$600 M$_{\odot}$）的模拟表明，在年轻球状星团中预期会同时出现核氢燃烧冷超巨星与热电离恒星源。在这些条件下，超巨星周围会形成光致电离约束的壳层。我们发现该壳层在短于超巨星寿命的时间尺度上引力不稳定，且过密区的Bonnor-Ebert质量足够低以允许恒星形成。由于在此壳层中形成的低质量恒星代由超巨星流失的物质构成，其组成必然反映超巨星风的组成。我们表明该风含有热氢燃烧产物，因此壳层恒星具有与球状星团第二代恒星中观测到的非常相似的丰度反常。考虑到第二代恒星形成所需的物质预算，我们给出两种解决方案。要么需要一个顶重初始质量函数，其指数为$-$1.71..$-$2.07。或者，我们建议壳层恒星具有截断的质量分布，并通过合理地只计入第一代的一部分来解决物质预算问题。即便不形成光致电离约束壳层，低金属丰度下预言的冷超巨星也能对孕育第二代恒星的星团星际介质的污染有所贡献。