磁化原子冷却气体云中的超大质量恒星形成：增强的吸积、间歇性碎裂与持续并合

早期宇宙（红移 $z \sim 7$）中超大质量黑洞（质量 $\gtrsim\!10^9\,M_{\odot}$）的起源仍知之甚少。大质量原初气体云的引力坍缩是一个有前景的初始过程，但理论研究难以使黑洞增长得足够快。我们关注发生于原子冷却气体云中的恒星形成所受到的磁效应影响。利用一组三维磁流体动力学（MHD）模拟，我们研究了具有不同初始磁场强度的磁化原子冷却气体云中的恒星形成过程。我们的模拟表明，原初磁种子场在第一颗原恒星形成后的早期吸积阶段可被快速放大。强磁场高效地从吸积气体中提取角动量并提高吸积率，这导致引力不稳定盘区域出现高碎裂率。另一方面，由磁效应引起的角动量转移也增强了碎片的并合率。几乎所有碎片都与主星并合，因此大质量恒星的质量增长率因磁效应而提高。我们得出结论：磁效应支持超大质量恒星形成的直接坍缩图景。