第一颗恒星的余波：巨型黑洞
天体物理学
2008-11-26 v2
摘要
我们研究了原始气体在红移 z > 20 时，随着人口 III 星（Population III）坍缩形成的第一批巨型黑洞而演化的过程。我们采用 GADGET 进行三维水动力学模拟，研究第一批残留 H II 区域的动力学、热力学和化学演化。我们还模拟了残留 H II 区域与相邻中性小霍尔（minihalo）的合并，这些小霍尔中包含高密度的原始气体，可吸积到人口 III 余烬黑洞上。我们发现，黑洞形成后，高效吸积开始之前可能存在约 ~10^8 年的显著时间延迟。因此，被认为是 Sloan Digital Sky Survey 中观测到的 z > 6 类星系的能量源的超大质量黑洞的形成，面临一个关键的早期瓶颈。因此，可能需要更大的种子黑洞，例如通过原子线冷却促进原始气体云的直接坍缩形成的黑洞。残留 H II 区域中 H_2 分子形成的高比例导致对 Lyman-Werner (LW) 光子的高光学深度，同时在残留 H II 区域中继续形成 H_2，使得这些区域内的分子在光谱背景 LW 通量达到 ~10^{-24} ergs s^{-1} cm^{-2} Hz^{-1} sr^{-1} 之前得到屏蔽。此外，我们发现 HD 分子的高比例形成，X_{HD} > 10^{-7}，这可能使在残留 H II 区域气体被组装成足够深的势阱以重力约束气体之后，在结构形成的后期阶段促进人口 II.5 星的形成。
引用
@article{arxiv.astro-ph/0605691,
title = {The aftermath of the first stars: massive black holes},
author = {Jarrett L. Johnson and Volker Bromm},
journal= {arXiv preprint arXiv:astro-ph/0605691},
year = {2008}
}
备注
14 pages, 10 figures, MNRAS accepted; one figure and references added