极高质量恒星与氮发射星系

近期利用詹姆斯·韦布空间望远镜（JWST）对高红移星系的研究，例如红移 $z=10.6$ 处的 GN-z11，显示其光谱中存在出乎意料的大量氮（N）。由于这一现象似乎也延伸至宇宙正午时期引力透镜星系（如红移 $z=2.37$ 的 Sunburst Arc）以及整体球状星团，我们提出它们的共同成分是零龄主序（ZAMS）质量在 100–1000 $M_{\odot}$ 范围内的极高质量恒星（VMSs）。Sunburst Arc 中的 He II 也可能源于 VMS 对总恒星贡献不成比例的大幅增强。我们分析了以往提议（包括经典沃尔夫-拉叶（cWR）星与超大质量星（SMSs））的优劣，得出结论：唯有我们的 VMS 方案能满足所有相关条件。我们讨论了 VMS 的质量损失历史，其源于这些风主导的 VMS 在赫罗图（HR diagram）中由自调节效应导致的特殊垂直演化，并估算恒星形成星系中大量 N 确实可能来自 VMSs。我们结论认为，VMSs 应被纳入星族合成与化学演化模型。此外，必须以自洽方式完成此事，因为其质量损失率的微小误差将对其恒星演化以及电离与化学反馈产生剧烈后果。