第三族恒星与自湮灭暗物质之间的相互相互作用

我们利用高红移迷你晕的宇宙学模拟，研究暗物质湮灭 (DMA) 对原初气体坍缩的影响。我们数值研究了气体在第三族 (Population III) 恒星盘中聚集时的演化。我们发现，当忽略 DMA 效应时，该盘在首颗原恒星出现后约 500 年开始经历多次碎裂事件。另一方面，DMA 对气体的加热和电离加速了气体向原恒星密度的初始坍缩，并且根据暗物质分布的不同，也会影响正在形成的盘对抗碎裂的稳定性。我们比较了两种情况下的演化：一种是使用保持中心峰值的解析暗物质轮廓来模拟暗物质密度，另一种是使用 N 体粒子（即“活”暗物质晕）来模拟暗物质轮廓。当使用解析暗物质轮廓时，DMA 在首颗原恒星形成后约 3500 年内抑制了盘的碎裂，这与早期的工作一致。然而，当使用“活”暗物质晕时，由于暗物质与旋转气体盘之间的相互相互作用，中心暗物质密度峰值逐渐变平，从而减弱了 DMA 对气体的影响，使得质量约为 $1 M_{\odot}$ 的次级原恒星能够在约 900 年内形成。这些模拟表明，DMA 在抑制气体坍缩及随后的碎裂方面是无效的，这使得长寿命暗星的形成变得不太可能。尽管如此，DMA 效应在原初气体演化的早期坍缩和盘形成阶段可能仍然显著。