人口 III 双星的形成

我们探讨了人口 III 双星形成的可能性。在假设原始气体热力学历史的前提下，使用三维高分辨率嵌套网格模拟旋转圆柱的坍缩。模拟采用无量纲单位进行，结果通过初始密度比例可适用于低质量和大质量系统。我们发现，如果初始角动量仅为 $\beta \approx 0.1$（其中 $\beta$ 为离心力与压力力的比值），则云的失控坍缩停止，形成一个支撑旋转的盘。盘在包裹质量吸积后发生环形不稳定，最终破裂成为双星。如果初始角动量较大，则会出现杆状不稳定，导致通过快速角动量传递坍缩成为单颗恒星。本结果表明，即使是体积很大或质量较小的 Population III 恒星，也有相当大比例将以双星形式形成。简要讨论了人口 III 双星的宇宙学意义。