最贫铁恒星的起源

我们从最近发现的 $\rm [Fe/H]<-7.1$ 的恒星 SMSS J031300 (Keller et al. 2014) 出发，研究富碳贫金属 (CEMP) 恒星的起源。我们表明，SMSS J031300 表面观测到的元素丰度可以很好地由微弱、无金属超新星的产额拟合。使用适当校准的微弱超新星爆炸模型，我们首次研究了在这种富碳、贫铁超新星抛射物中尘埃颗粒的形成。计算假设了未混合和均匀混合的抛射物，并考虑了超新星反向激波的部分破坏作用。我们发现，由于除碳以外难熔元素的匮乏，唯一形成的颗粒种类是无定形碳，其碳凝聚效率范围在 (0.15-0.84) 之间，导致尘埃产额范围为 (0.025-2.25)M$_{\odot}$。我们追踪了被这些微弱超新星爆炸产物富化的恒星形成云的坍缩和碎裂过程，并探讨了精细结构线冷却和尘埃冷却所起的作用。我们表明，即使坍缩过程中的颗粒生长对尘气比影响较小（由于在坍缩早期阶段碳耗尽形成 CO 分子），尘埃冷却和碎裂仍可能触发像 SMSS J031300 这样的 CEMP 低质量恒星的形成。模型预测与一组正常碳和富碳贫金属恒星观测结果的比较支持了这样一种观点，即单一的共同路径可能负责第一批低质量恒星的形成。