Supernova 2007bi as a pair-instability explosion
初始质量为10 M_{solar} < M_{initial} < 100 M_{solar}的恒星在其中心融合越来越重的元素，直到惰性铁。然后核心引力坍缩成一颗中子星或一个黑洞，导致爆炸--一颗铁核坍缩超新星（SN）。相比之下，质量极大的恒星（M_{initial} > 140 M_{solar}），如果存在的话，其氧核超过M_{core} = 50 M_{solar}。在那里，在相对较低的密度下达到高温。高能的、支持压力的光子转换成电子-正电子对发生在氧气点燃之前，并导致剧烈收缩，引发灾难性的核爆炸。巨大的能量（>~ 10^{52} erg）被释放出来，使恒星完全脱离对不稳定SN（PISN），没有致密的残余物。可能已经发现了100 M_{solar} < M_{initial} < 140 M_{solar}的过渡天体，它们在剧烈的质量喷射后最终成为铁核坍缩超新星，这可能是由于短暂的对不稳定性。然而，真正的PISNe，也许在早期宇宙中很常见，迄今为止还没有被观察到。在这里，我们介绍了我们对SN 2007 bi的发现，这是一颗位于矮星系（约为银河系大小的1%）内的发光、缓慢演化的超新星。我们测量爆炸的核心质量可能是~100 M_{solar}，在这种情况下，理论明确预测PISN的结果。我们发现，放射性56 Ni的合成>3 M_{solar}，我们的观察是很好地符合PISN模型。P…
2010-01-07 astro-ph.CO
Type Ia Supernova Rate Measurements to Redshift 2.5 from CANDELS : Searching for Prompt Explosions in the Early Universe
宇宙集合体近红外深河外遗留物巡天计划（CANDELS）是一个利用哈勃太空望远镜（HST）进行的多周期宝库计划，该计划在3年时间内对约0.25度^2的总面积进行了巡天，其中约900个HST轨道分布在5个区域。在这些调查图像中，我们发现了65颗各种类型的超新星（SN），z~2.5。我们根据主星系的红移和SN测光（辅以6 SN的棱镜光谱）将其中的24个分类为Ia型SN（SN Ia）。在这里，我们提出了一个测量的体积超新星Ia速率作为红移的函数，达到第一次超过z=2，并提出新的限制超新星Ia祖模型。我们最高的红移仓包括探测到的SN爆炸时，宇宙只有~3 Gyr的年龄和附近的宇宙恒星形成历史的峰值。这给了CANDELS高红移样品独特的杠杆作用，用于评估超新星Ia在形成后迅速爆炸的部分（<5亿年）。将CANDELS速率与文献中所有可用的超新星Ia速率测量值相结合，我们发现这个超新星Ia瞬发分数为fP=0.53 + 0.09 - 0.10（stat）+0.10 - 0.26（sys），与延迟时间分布一致，在所有时间t> 4000万年时，该分布遵循简单的t^{-1}幂律。然而，地基低z勘测和天基高z勘测之间的紧张关系是明显的。在CANDELS和姊妹HST程序CLASH中，我们发现在z>1时，Ia超新星的发生率很低。这可能是一个提示，提示祖细胞实际上是相对罕见的，仅占所有超新星爆炸的20%-尽管需要进…
2014-04-25 astro-ph.CO
Star Formation Triggered by Supernova Explosions in Young Galaxies
本文用一维非平衡化学流体力学方法研究了早期宇宙中低金属丰度介质$Z/Z_{\odot} = 10^{-4}$ -$10^{-2}$中超新星遗迹的演化。一旦激波后层能够辐射冷却，激波后就会形成致密的壳层。如果这个壳层在引力作用下变得不稳定并碎裂成碎片，下一代恒星有望从这些碎片中形成。为了探索这种触发恒星形成的可能性，我们应用线性扰动分析的膨胀壳我们的结果和约束的参数范围的环境密度，爆炸能量，和金属丰度的外壳碎片发生。对于$10^{51}{\rm ergs} (10^{52}{\rm ergs})$的爆炸能量，当环境密度高于$\gtrsim 10^{2} {\rm cm^{-3}}$（分别为10 ${\rm cm^{-3}}$）时，发生壳层碎裂。在我们所考察的范围内，这个条件几乎不依赖于金属丰度。我们发现，触发的恒星形成模式只发生在大质量（$\gtrsim 10^{8}M_{\odot}$）晕。
2009-07-21 astro-ph.CO
Galaxies as seen through the most Energetic Explosions in the Universe
伽马射线暴（GRB）是恒星系统（大质量恒星或合并的致密双星残余物）爆炸产生的强烈而快速的伽玛射线辐射，发生在任何可能的红移，并被太空任务探测到。虽然伽玛射线暴是大爆炸后能量最高的事件，但系统性的搜寻（始于1997年的首次定位）只得到了374个光谱红移测量。在不到一半的时间里，宿主星系被探测到并进行了详细的研究。尽管已知的宿主数量很少，但它们对我们理解星系形成和演化的影响是巨大的。这些星系提供了探索观测上不利的区域的机会，由于气体和尘埃的存在，或者到达的距离很远。典型的长持续时间伽玛暴宿主星系在低红移是小的，恒星形成和金属贫乏，而在中等红移，许多主机是巨大的，尘埃和化学演化。在宇宙的过去更远的地方，在z > 5时，长伽玛射线暴的宿主从未被发现，即使是最深的近红外空间观测，这意味着这些星系非常小（恒星质量< 10^7 M_sun）。我们考虑了一些高z伽马射线暴发生在原始球状星团中的可能性，这些系统从一开始就急剧进化，但当时具有容纳伽马射线暴所必需的特征。在那个时候，原始球状星团中所含的恒星质量比例可能比今天高出几个数量级。另外，这些天体中包含了过去许多大质量的快速旋转双星系统，这也被认为是伽玛暴的有利条件。所有长伽玛暴在任何红移的共同因素是恒星的祖先：它是一颗非常大质量的稀有/短命恒星，存在于年轻区域，其红移演化与宇宙的恒星形成历史密切相关。
2015-07-14 astro-ph.CO astro-ph.GA
Finding the First Cosmic Explosions. III. Pulsational Pair-Instability Supernovae
第三星族超新星一直是人们越来越关注的焦点，因为它们有可能直接探测第一批恒星的性质，特别是在可观测宇宙边缘可以看到的最具能量的事件。但直到现在，大质量恒星中的爆炸性热核燃烧未能使它们脱离束缚，但可以将它们的外层喷射到太空中的成对脉动超新星，在最早的红移中被忽视为宇宙信标。这些壳层后来会发生碰撞，像IIn型超新星一样，在紫外线下产生高红移的超亮事件，这些事件可以在今天的近红外线中检测到。我们提出了一个110 M的$_{\odot}$对脉动爆炸与洛斯阿拉莫斯辐射流体动力学代码ESTA的数值模拟。我们发现，连续对脉动之间的碰撞是可见的，在近红外到z $\sim$ 15 - 20，可以探测宇宙黎明时最早的恒星星族。
2013-12-25 astro-ph.CO
Axion Star Explosions and the Reionization History of the Universe
本研究探讨超轻轴子暗物质形成的轴子星在黑暗时期因参数共振快速衰变为射电光子，导致加热和电离，受Planck约束排除特定耦合范围，并指出21厘米线观测可提高敏感性。
2024-02-09 astro-ph.CO hep-ph
The Observational Signatures of Primordial Pair-Instability Supernovae
质量在140 - 260太阳质量之间的第三星族大质量恒星以对不稳定超新星（PISNe）的形式结束了它们的生命，这是宇宙中最具能量的热核爆炸。这些爆炸的探测可以首次直接限制原始IMF，这是第一个星系形成，早期宇宙学再电离和原始IGM化学富集的关键。我们目前的Pop III PISN的光变曲线和光谱的辐射流体动力学计算进行的ESPRIT代码。我们发现，最初的辐射脉冲，由于冲击爆发从表面的恒星，虽然被莱曼α森林衰减，将仍然可见的JWST在z ~ 10 - 15，并可能到z ~ 20强引力透镜。我们还研究了金属混合在爆炸的早期阶段之前，从表面的恒星与CASTRO AMR代码，并发现激烈的混合原始核心崩溃爆炸，但很少在PISNe。这意味着确定第一次宇宙爆炸的起源质量的关键是冲击波爆发后的早期光谱学，多维混合对精确的低质量Pop III SNe光变曲线和光谱至关重要。
2010-09-14 astro-ph.CO
Detectability of the First Cosmic Explosions
我们提出了一个完全自洽的模拟最远的宇宙爆炸的综合调查。宇宙中第一代恒星（第三星族）的出现代表了宇宙演化的一个关键点，标志着黑暗时代的结束，这是一个没有光源的时期。尽管它们很重要，但到目前为止还没有发现第三星族恒星。这些原始恒星中的一小部分预计会以对不稳定超新星（PISNe）的形式死亡，并且应该足够明亮，可以在大爆炸后的数亿年内观察到。虽然对第三星族恒星的探索仍在继续，但详细的理论模型和计算机模拟可以作为其可观测性的测试平台。随着即将到来的近红外任务，估计探测PISNe的可行性不仅是及时的，而且是必要的。为了解决这个问题，我们将最先进的宇宙学和辐射模拟结合到一个完整的自洽框架中，其中包括观测过程的详细特征。我们表明，一个专门的观测策略，使用占詹姆斯韦伯太空望远镜任务总分配时间的$\lesssim 8$ %，可以为我们提供高达$\sim 9-15$检测PISNe每年。
2013-10-19 astro-ph.CO
Population III star explosions and Planck 2018 data
利用最新的Planck数据研究了第III星族星超新星爆发对高红移再电离历史的影响。据预测，大质量Pop~III星~（$130M_\odot\leq M\leq 270M_\odot$）在其恒星生命的末期会以对不稳定性超新星（PISNe）的形式爆发。在爆炸过程中，超新星遗迹以热电离泡的形式生长，并在再电离历史的早期阶段增强了电离分数。这种增强影响了宇宙微波背景~（CMB）的光学深度，并产生了大尺度上CMB偏振的附加各向异性。因此，分析普朗克偏振数据使我们能够检查Pop III星SNe及其祖先，大质量Pop III星的丰度。为了模拟SN对再电离的贡献，我们引入了一个新的参数$ζ$，它与宇宙的坍缩分数的SNe丰度有关。利用最新的普朗克极化数据，利用马尔可夫链蒙特卡罗方法，我们得到了我们的模型参数，$ζ$的约束。我们的约束告诉我们，所观察到的CMB偏振与PISNe的丰度是一致的，从最近的宇宙学模拟中的Pop III恒星的恒星形成率和初始质量函数预测。我们还建议，结合进一步的观测，如高红移类星体的观测，可以提供更严格的约束和重要的信息的性质的Pop III星的再电离历史。
2021-06-14 astro-ph.CO
Low-mass star formation triggered by early supernova explosions
我们研究早期宇宙中低质量和极贫金属恒星的形成。Caffau等人最近在星系晕中发现了一颗低质量（M < 0.8 Msun）且极贫金属（Z <= 4.5 x 10^{-5} Zsun）的恒星，我们提出了一个早期超新星爆发通过壳层碎裂触发低质量恒星形成的模型。我们首先进行一维流体动力学模拟的早期SN残留的演变。我们发现，受冲击的壳层经历了有效的辐射冷却，然后变得重力不稳定，在大约一千万年内破碎和坍塌。然后，我们遵循的热演化的崩溃碎片使用一个区域的代码。我们的单区计算对待化学和辐射冷却自相一致的低金属含量气体。坍缩的气体云大致等温演化，直到它被密度为10^{13}-10 ^<$14} /cc的尘埃连续体发射迅速冷却。然后云核变得热和重力不稳定并碎裂。我们认为，早期SNe可以触发低质量恒星的形成在极端的金属贫环境中，Caffau等人。最近发现。
2012-11-06 astro-ph.CO
The Final Fate of Supermassive $M \sim 5 \times 10^4 \; M_\odot$ Pop III Stars: Explosion or Collapse?
我们研究了在氦燃烧阶段由广义相对论不稳定性引起的超大质量（$5 \times 10^4 \;M_\odot$）III族恒星中超新星爆发的可能性。这种爆炸可能是在等熵核心早期收缩期间通过快速的氦燃烧而发生的。这样的爆炸将是可见的未来的望远镜，并可能破坏拟议的直接坍缩形成通道的早期宇宙超大质量黑洞。我们首先使用具有后牛顿近似的1D恒星演化代码模拟氢燃烧的恒星演化;在动力学崩溃点，我们切换到具有Misner-Sharpe度量的1D（广义相对论）流体力学代码。与以前的研究相反，我们在非旋转情况下没有发现爆炸，尽管我们的模型接近爆炸，但与以前的研究中的爆炸质量相似。当我们包括慢旋转时，我们发现一个爆炸模型，我们得出结论，可能存在其他爆炸模型，尽管它们可能很罕见。
2020-06-16 astro-ph.CO astro-ph.HE astro-ph.SR
Primordial Black Hole Triggered Type Ia Supernovae I: Impact on Explosion Dynamics and Light Curves
SUNY Polytechnic Institute（纽约州立大学理工学院）；Kavli Institute for the Physics and Mathematics of the Universe (WPI), The University of Tokyo Institutes for Advanced Study, The University of Tokyo（东京大学基础物理学与宇宙学研究所（WPI））；University of California, Los Angeles（加州大学洛杉矶分校）
本文通过二维热核爆炸模拟研究PBH穿越白矮星触发Ia型超新星的机制，表明其光变曲线符合Phillips关系，为统一触发通道提供依据。
2025-09-30 astro-ph.CO astro-ph.HE
Finding the First Cosmic Explosions. IV. 90 - 140 M$_{\odot}$ Pair-Instability Supernovae
第三星族恒星以对不稳定超新星的形式死亡，通常被认为质量在140 - 260 M $_{\odot}$之间。但是现在有几条工作线已经表明，旋转可以建立必要的He核心，在恒星质量低至90 $_{\odot}$时遇到对不稳定性。根据星族III恒星初始质量函数的斜率，原始宇宙中90 - 140 $_{\odot}$的恒星数量可能是通常接受的范围的4 - 5倍。我们提出了数值模拟的对不稳定爆炸的这样的恒星进行MESA，FLASH和MESA代码。我们发现它们将被超新星工厂，如Pan-STARRS和LSST，在光学输出到z $\sim$ 1 - 2，JWST和30 m级望远镜在近红外输出到$z \sim$ 7 - 10。这样的爆炸将探测第一个星系的恒星星族和宇宙再电离时代的宇宙恒星形成率。这些超新星也很容易与更大规模的对不稳定爆炸区分开来，这强调了这样一个事实，即这些事件的光变曲线比以前理解的要多得多。
2014-11-19 astro-ph.CO astro-ph.HE
Type II-Plateau supernovae as metallicity probes of the Universe
我们探索了一种基于II型高原（II-P）超新星（SNe）的定量光谱的金属丰度测定方法。为了保持一致性，我们首先在0.1、0.4、1和2倍太阳金属丰度下进化出一组15 Msun的主序星。在核心崩溃的开始，我们触发活塞驱动的爆炸和模型产生的喷出物和辐射。我们的理论模型，这样的红超巨星爆炸在不同的金属丰度表明，合成光谱的SNe II-P具有光学签名在重组阶段，是敏感的金属丰度的变化。这种敏感性可以量化，并从金属线反射的强度推断金属丰度。此外，这些特征不限于O，还包括Na、Ca、Sc、Ti或Fe。当从卡内基SN项目和以前的SN后续计划的SNe II-P的样本相比，我们发现，大多数事件位于0.4和2 x太阳之间的金属丰度，与SMC金属丰度的SN II-P事件显着稀缺。这很可能反映了本宇宙中低金属量恒星形成区的缺乏。SNe II-P有很高的平台光度，使它们可以在很远的距离上被光谱观测到。因为它们表现出不同金属物种的特征，在未来，它们可能提供一种限制组成演变的手段（例如，O/Fe比）的红移。
2014-03-05 astro-ph.CO astro-ph.SR
Feeding plankton to whales: high-redshift supermassive black holes from tiny black hole explosions
针对高红移超大质量黑洞早期形成难题，本文提出聚集且蒸发的微小原初黑洞可加热无金属气体云、抑制分子氢形成，从而促成直接坍缩。
2024-06-11 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ph
"An Era of Precision Astrophysics: Connecting Stars, Galaxies and the Universe," an Astro2010 Science White Paper
摘要：天体物理学的黄金时代已经到来，我们有了重大发现（太阳系外行星、暗物质、暗能量）和精确的宇宙学。由于最近的精确测量，对恒星和星系的基本认识是可以实现的。我们强调了距离的重要性，并建立了独立于距离和质量的模型。距离是天体物理学的基础，它们的知识可以极大地改变我们对现象的看法：例如，在古代，日心说被否定，因为没有观测到预测的恒星视差。距离测量直接关系到宇宙的历史和命运，因为它们提供了3种方法中的2种来确定宇宙的日期。第一种方法是基于恒星的年龄，如果它们的亮度（距离）是准确的，就可以确定。第二种方法依赖于宇宙学方法。宇宙的年龄是H_0的倒数。正如前一份十年报告所强调的那样，“......天体物理学就是要了解宇宙是如何...星系和恒星他们是如何形成的，他们的命运是什么。这些问题可以用微弧秒天体测量学部分地回答：1）银河系考古学：对银河系和其他本群星系形成历史的详细重建，2）银河系中最古老的恒星和宇宙的年龄，3）H_0和和谐宇宙学。这些目标是可以实现的，结合从拟议的SIM-Lite任务补充地面光谱学的μ as-arcsecond天体测量。我们提出的项目的结果将迫使50年来对恒星天体物理学进行最大规模的重新评估，这将影响天体物理学的大多数分支。
2009-02-18 astro-ph.CO astro-ph.GA
Type II-Plateau supernova radiation: dependencies on progenitor and explosion properties
我们探讨了II型高原（II-P）超新星（SNe）及其红超巨星（RSG）恒星祖先的性质。使用MESA STAR，我们调节参数（例如，混合长度，超调，旋转，金属丰度），控制15 Msun主序星的演变，产生各种物理的前SN模型和SN II-P喷出物。我们扩展了以前的SN II-P辐射模型，包括光球和星云相，以及多波段光变曲线和光谱。我们的治疗不承担当地的热力学平衡，是时间依赖性的，治疗明确的影响线覆盖，并纳入非热过程。我们发现，SNe II-P的颜色特性需要大的模型原子FeI和FeII，远大于Dessart & Hillier（2011）。颜色特性也意味着RSG祖星的范围有限（~ 500 Rsun）--较大的祖星产生SN II-P辐射，保持太蓝太久。这一发现要求减少RSG半径，也许通过加强对流能量输送RSG信封。增加的过冲和旋转降低了喷出物与氦核质量的比率，类似于主序星质量的增加，从而使祖先质量的推断复杂化。在对比祖半径的灵敏度很高，SN II-P的颜色演变似乎不敏感的爆炸能量的变化。最后，我们记录了许多SN II-P的签名，随祖金属丰度而变化，揭示了它们在附近和遥远宇宙中金属丰度测定的潜力。
2013-05-15 astro-ph.CO astro-ph.SR
Assessing the Observability of Hypernovae and Pair-Instability Supernovae in the Early Universe
宇宙中第一批（第三星族）恒星的时代基本上不受观测的限制。从这个时候开始，超亮和大质量的恒星改变了宇宙的化学性质，提供了辐射支架来支持第一个原星系的形成，并促进了现在的超大质量黑洞的产生和成长。不幸的是，因为这些恒星实际上位于可观测宇宙的边缘，它们将仍然超出下一代望远镜的范围，例如詹姆斯韦伯太空望远镜和30米望远镜。在本文中，我们提供了超新星建模和第一颗恒星的入门知识，使我们的讨论对那些新的或在我们领域之外的人来说是容易的。我们回顾了洛斯阿拉莫斯超新星光变曲线项目和杨百翰大学最近的工作，以探索通过观测第一批恒星壮观的死亡来探测这个时代的可能性。我们发现，许多这样的辉煌超新星爆炸将可观察到远在宇宙的当前年龄的$\sim 99$ %，跟踪原始恒星形成率和它们的原星系在天空中的位置。对第三星族超新星的观测将是未来十年观测天文学中最引人注目的发现之一。
2015-03-27 astro-ph.CO astro-ph.HE
Stellar Forensics with the Supernova-GRB Connection
长持续时间的伽马射线暴（GRB）和Ib/c型超新星（SNe Ib/c）是自然界最壮观的爆炸之一。当GRB发射相对论性喷流时，SNe Ib/c是核心坍缩爆炸，其前身已经被剥离了氢和氦的包层。然而，十多年来，一个关键的悬而未决的问题是什么条件导致大质量恒星的每一种爆炸和死亡。确定大质量恒星的命运不仅本身是一个充满活力的话题，而且使用伽马射线暴作为距离高达130亿光年的恒星形成指标以及绘制宇宙化学富集历史的影响。本文回顾了一些全面的观测研究，探测祖环境，其金属丰度和爆炸的几何形状的SN与和没有伽玛暴，以及新兴领域的SN环境研究。此外，它还讨论了SN 2008 D/XRT 080109，这是Swift卫星通过其激波爆发的X射线发射偶然发现的，并且在观测者和理论家之间产生了极大的兴趣，同时说明了一种新的恒星取证技术。文章最后展望了最有前途的研究场所-现有的和即将到来的创新大规模调查，如帕洛玛瞬态工厂和LSST -将如何揭示大质量恒星的不同死亡。
2011-05-26 astro-ph.CO astro-ph.SR
Gamma-ray Burst Cosmology
伽马射线暴是宇宙中最明亮的电磁爆炸，它在硬X射线波段发射出高达$8.8\times10^{54}$ erg的各向同性等效能量。高亮度使它们能够在宇宙中探索的最大距离内被探测到。伽玛暴作为宇宙深处的明亮灯塔，将是探测高红移宇宙性质的理想工具，包括宇宙膨胀和宇宙暗能量、恒星形成率、再电离期和宇宙金属富集历史等。本文综述了伽玛暴的光度关联及其对宇宙学参数和暗能量的影响。观测表明，长伽玛暴的前身是大质量恒星。因此，长伽玛暴可以作为恒星形成速率的示踪物。我们还回顾了来自伽玛暴的高红移恒星形成率，以及宇宙再电离历史的影响。伽玛暴的余辉一般具有破幂律谱，因此有可能提取星系际介质（IGM）的吸收特征。我们还介绍了高红移伽玛暴探测银河系前金属富集和第一批恒星的能力。
2015-04-03 astro-ph.CO astro-ph.HE
Primordial Black Hole Triggered Type Ia Supernovae II: Comparison with Supernova Remnants and Galactic Chemical Evolution
SUNY Polytechnic Institute（纽约州立大学波利技术学院）；Kavli Institute for the Physics and Mathematics of the Universe (WPI), The University of Tokyo Institutes for Advanced Study, The University of Tokyo（东京大学基础物理学与数学宇宙研究所（WPI））；University of California, Los Angeles（加州大学洛杉矶分校）；Chubu University（中部大学）
研究小行星质量原初黑洞触发Ia型超新星的模型，通过模拟不同金属丰度下的爆炸，解释观测到的光变曲线和超新星遗迹，并分析其对星系化学演化的影响。
2026-06-16 astro-ph.CO astro-ph.HE
Light from the Cosmic Frontier: Gamma-Ray Bursts
伽马射线暴（GRB）是自大爆炸以来最强大的宇宙爆炸，因此在遥远的宇宙中充当路标。在过去的20年里，这些超亮的宇宙学爆炸已经从一个纯粹的好奇心转变为研究高红移恒星和星系，早期结构形成和化学元素演化的重要工具。在未来，伽玛暴可能会提供一个强大的探测宇宙的再电离时代，约束第一代恒星的属性，并发挥重要作用，在多信使天文学的革命，通过关联中微子或引力波（GW）信号与伽玛暴。在这里，我们描述了推进GRB领域所需的下一步，以及GRB研究早期宇宙的潜力及其在即将到来的多信使革命中的作用。
2013-06-21 astro-ph.CO astro-ph.HE astro-ph.IM
The numerical frontier of the high-redshift Universe
第一批恒星被认为是在大爆炸后数亿年在所谓的暗物质微晕中形成的，质量约为10^6太阳质量。它们的辐射第一次照亮了宇宙，而结束它们短暂生命的超新星爆炸则用第一重元素丰富了星系际介质。在它们反馈的影响下，第一批星系聚集成质量约为10^8太阳质量的晕，并孕育了第一批富含金属的恒星星族。本文综述了自世纪之交以来在高红移恒星和星系形成研究领域取得的理论进展，重点是数值模拟。这些已经成为理解早期宇宙结构形成所带来的多尺度、多物理问题的首选方法。在第一部分的审查，我专注于形成的第一批恒星在minihalos -特别是后崩溃阶段，磁盘碎片，原恒星演化和辐射反馈变得重要。我还讨论了其他物理过程的影响，如磁场和流速。在评论的第二部分中，我总结了第一批恒星产生的各种反馈机制，然后讨论了第一批星系以及在其中运行的各种物理过程。
2015-01-22 astro-ph.CO astro-ph.GA
The Nucleosynthetic Imprint of 15-40 Solar Mass Primordial Supernovae on Metal-Poor Stars
在恒星演化中加入旋转诱导混合可以改变超新星前恒星的结构和组成。我们调查祖旋转的影响，在人口III和II超新星核合成产量使用新的自适应网格细化（AMR）代码CASTRO。我们研究了Z = 0和太阳金属丰度为10^-4的15、25和40颗太阳质量恒星的球形爆炸，其中有三种爆炸能量和两种旋转速率。Z = 0模型的自转导致了初级氮的产生和更强的氢燃烧壳层，导致所有模型都以红超巨星的形式死亡。另一方面，包含自转的Z=10^-4太阳金属丰度模型以致密的蓝色恒星结束了它们的生命。由于它们的扩展结构，流体动力学比Z = 10^-4模型更有利于无金属恒星的混合和更少的回落。正如预期的那样，较高能量的爆炸比较低能量的爆炸产生更多的浓缩和更少的回落，质量较小的恒星产生更多的浓缩，留下更小的残留物。我们将我们的核合成产额与目前发现的三颗铁元素最贫乏的恒星的化学丰度进行了比较，并再现了其中一颗恒星的丰度模式，即HE 0557-4840，它的金属丰度为零，质量为15太阳质量，为2.4 x 10^51尔格超新星。假设包含15颗太阳质量的恒星，我们对Z=0模型（爆炸能量为2.4x10^51尔格或更小）的产额进行的Salpeter IMF平均积分与在更大的极端贫金属恒星样本中观测到的丰度非常一致。由于极贫金属恒星的丰度模式可能来自祖先的代表性样本，我们的产量表明，低质量超新星为早期宇宙贡献了大部分金属。
2010-02-19 astro-ph.CO astro-ph.HE
A dynamically cold disk galaxy in the early Universe
早期宇宙的极端天体物理过程和条件预计会导致年轻星系的动态不同于今天观察到的。这是因为与星系合并和超新星爆炸相关的强烈效应会导致大多数年轻的恒星形成星系动态地热，混乱和强烈不稳定。在这里，我们报告存在一个动态冷，但高度恒星形成，在一个星系的红移（$z$）4.2，当宇宙只有14亿岁的旋转盘。星系SPT-S J 041839 -4751.9被$z = 0.263$的前景星系强烈引力透镜，它是一次典型的尘埃星暴，其全球恒星形成和尘埃特性与当前对其星系群的数值模拟和观测结果一致。空间分辨率约为60 pc的干涉成像揭示了$V/σ= 9.7\pm 0.4$的旋转与随机运动的比率，这至少是这个时代任何星系演化模型所预期的四倍，但与本地宇宙中螺旋星系的比率相似。我们推导出一个旋转曲线与附近的大质量螺旋星系的典型形状，这表明，至少有一些年轻的星系在动力学上类似于在本地宇宙中观察到的，只有微弱的极端物理过程的影响。
2020-09-02 astro-ph.CO astro-ph.GA
