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拥有嵌入星际黑洞核心的超大质量恒星:稠密组装星系团作为微弱的多重小红点系统

星系天体物理 2026-04-28 v1

摘要

数值模拟已确立,密度相当于高红移 (z>6z>6-1010) 詹姆斯·韦伯太空望远镜 (JWST) 原星系团中密度的星系团可能通过快速星际碰撞构建出极其巨大的星质量 (EMSs; m>1000Mm_\mathrm{\star}>1000 M_\odot) 或甚至超大质量恒星 (SMSs; m>10000Mm_\mathrm{\star}>10000 M_\odot),以及潜在的中间质量黑洞 (IMBHs)。我们使用包含后牛顿黑洞动力学和星演化的直接模拟,证明在此类稠密环境 (Σh106M\Sigma_\mathrm{h} \gtrsim 10^6 M_\odotpc2^\mathrm{-2}) 中,星际黑洞 (m60Mm_\bullet \lesssim 60 M_\odot) 受快速质量分散和松弛效应驱动,位于 EMSs/SMSs 的影响范围内,可能与这些极其巨大的恒星发生强烈相互作用并嵌入其气体层中。我们认为,这种类似准星 (QS) 的嵌入式黑洞阶段是星系团中 EMSs/SMSs 形成过程中自然的产物。QS 阶段的持续时间远远超过 SMS 的寿命,这为通过星际碰撞实现延长的增长周期,使得如果 QS 捕获超过一个星际黑洞,便可形成嵌入式引力波源。星系团组装区域规模 (100\sim100 pc)、QS 质量 (104M\gtrsim 10^4 M_\odot) 以及其靠近年轻、巨大的蓝色星形成云团,与詹姆斯·韦伯望远镜最近发现的微弱的多重小红点 (LRD) 群体相吻合。

关键词

引用

@article{arxiv.2604.22924,
  title  = {Supermassive stars with embedded stellar black hole cores: dense assembling star clusters as faint multiple Little Red Dot systems},
  author = {Antti Rantala},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2604.22924},
  year   = {2026}
}

备注

11 pages, 5 figures, submitted to MNRAS