超大质量双星中超新星爆炸的影响

我们考虑了预期在质量大于100$M_\odot$的部分第三星族恒星中形成的超大质量双星中超新星（SN）爆炸的效应。在第三星族双星系统中，质量较大的恒星会形成一个黑洞（BH）及周围的吸积盘。这种黑洞吸积可能是早期宇宙宇宙再电离的重要来源。然而，质量较小的伴星演化较晚，最终经历超新星爆炸，使得黑洞周围的吸积盘可能在伴星的寿命内被吹散。在本文中，我们探讨了超新星爆炸对大质量黑洞周围吸积盘的动力学影响，并阐明黑洞吸积盘是否被完全摧毁。为此，我们对超大质量双星系统进行了三维流体动力学模拟，其中假设由超大质量恒星直接坍缩形成的$10^3 M_{\odot}$黑洞和经历超新星爆炸的$100 M_{\odot}$伴星。我们计算了黑洞吸积盘剩余质量随时间的变化。结果发现，即使伴星发生超新星爆炸，由于三维几何效应，很大一部分气体盘仍能存活下来。即使超新星爆炸的能量比气体盘的束缚能高两个数量级，大约一半的盘仍能保留下来。结果表明，第三星族黑洞吸积盘可以是一个长寿命的明亮源，因此可能是早期宇宙中重要的电离源。