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从星族III到星族II-I恒星形成的转变

宇宙学与河外天体物理 2015-05-18 v1

摘要

我们展示了首次宇宙学模拟的结果,这些模拟研究了原初无金属(星族III)宇宙恒星形成的开始以及向现今富金属恒星形成(星族II-I)的转变,包括分子(H2_2、HD等)演化,追踪超新星向周围星系际介质注入金属的过程,并根据相应星族的金属丰度跟踪初始质量函数(IMF)的变化。我们的研究探讨了多种参数(转变的临界金属丰度、IMF斜率和范围、超新星/对不稳定超新星金属产额、恒星形成阈值、分辨率等)对金属增丰历史以及恒星形成模式相关转变的作用。所有模拟都呈现出共同趋势。金属增丰非常不均匀,在所有红移下都存在未被污染的稀有区域,导致无金属和富金属恒星形成机制同时存在。由于第一次超新星/对不稳定超新星在高密度区域内的快速污染,局部金属丰度迅速超过转变的临界金属丰度。星族III阶段在恒星形成的早期阶段持续了非常短的时间(107yr\sim 10^7\,\rm yr),其对总恒星形成率密度的平均贡献迅速下降到103102\sim 10^{-3}-10^{-2}以下。

关键词

引用

@article{arxiv.1003.4992,
  title  = {The transition from population III to population II-I star formation},
  author = {U. Maio and B. Ciardi and K. Dolag and L. Tornatore and S. Khochfar},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1003.4992},
  year   = {2015}
}