宇宙黎明时期由≥15个致密恒星形成团块组成的原初旋转盘

宇宙黎明和再电离时期的高红移信号

High-Redshift Signatures from the Cosmic Dawn and the Epoch of Reionization

本文综述了宇宙黎明和再电离时期塑造21厘米信号的天体物理和宇宙学过程，探讨了标准与奇异信号，并评估了SKA-Low的探测能力。

宇宙黎明时期早期超新星产生的丰富水

Abundant Water from Early Supernovae at Cosmic Dawn

数值模拟表明，宇宙中最早的水形成于红移 z～20 的 Pop III 核心坍缩与对不稳定性超新星遗迹中，并可能成为第一代星系和原行星盘的重要成分。

Inception of a first quasar at cosmic dawn

Earliest quasars at the cosmic dawn are powered by mass accretion onto supermassive black holes of a billion solar masses. Massive black hole seeds forming through the direct collapse mechanism are considered the most promising candidates but how do they grow and co-evolve with their host galaxies at early cosmic times remains unknown. We here present results from a cosmological radiation hydrodynamical simulation including self-consistent modeling of both Pop III and Pop II star formation, their radiative and supernova feedback in the host galaxy along with X-ray feedback from an accreting ma…

盘的碎裂是否阻止了原星系中超大质量恒星的形成？

Does disk fragmentation prevent the formation of supermassive stars in protogalaxies?

超大质量恒星;在高红移宇宙（z>7）中，第一个维里温度T_vir>10^4 K的原星系中形成的一个大质量黑洞（T_vir>10^5 Msun）将坍缩为超大质量黑洞（SMBHs）的种子。然而，原始气体的碎裂可能是SMS形成的障碍。我们讨论了一个紧凑的，无金属的，稍微不稳定的核原星系盘的预期性能，以及在磁盘中形成的重力不稳定的团块的命运。在特征半径R_f=few*10^{-2} pc的内部，盘碎裂成质量较大的团块，M_c~30 Msun。团块通过吸积生长，并在约10^4年的时间尺度上迅速向内迁移，这与>10^4年的开尔文-亥姆霍兹时间相当或更短。有些团块可能会演化成零年龄的主序星，并通过辐射反馈停止气体吸积，但大多数团块可以向内迁移，并在形成大质量恒星之前与中央原恒星合并。此外，我们还发现，除非Z> 3*10^{-4} Zsun，否则在富含金属的气体中尘埃诱导的碎裂并不会改变这些结论，因为在此金属丰度以下的团块迁移仍然与原始情况一样迅速。我们的研究结果表明，一个紧凑的，金属-贫磁盘的碎片不能防止形成的SMS。

宇宙黎明期间丝状体中自我维持的恒星形成锋

Self-sustaining star formation fronts in filaments during cosmic dawn

我们提出了一个新的模型点火恒星形成的低质量晕的自持冲击前在宇宙细丝在高红移。恒星形成的气体燃料存在于低质量的晕中，由于它们的原始成分和较低的维里温度，它们不能自行冷却。我们表明，恒星形成可以触发这些细丝通过冲击波。壳层被冲击波冷却并碎裂成冷团块，这些冷团块通过热不稳定性形成大质量恒星，其时间尺度比锋面的动力学时间尺度短。反过来，这种冲击波是通过超新星爆炸注入的能量而自我维持的。恒星形成的锋面类似于爆炸波，它驱动放热反应为冲击波提供动力。我们发现，持续的恒星形成通常会推动前的速度$\sim 300-700\,\rm km\,s^{-1}$在再电离的时期。未来$\textit{James Webb Space Telescope}$的观测可能会揭示宇宙细丝的照明区域，并限制其中恒星的初始质量函数。

冷星团中双星种群的演化

The evolution of binary populations in cool, clumpy star clusters

观测和理论表明，星团可以在亚维里（冷）状态下形成，并且是高度亚结构化的。这样的初始条件已经被提出来通过动力学解释团簇中的质量分离水平，并且也成功地解释了类氦系统的起源。在本文中，我们调查，使用N-体模拟，是否这样的动力学方案是一致的猎户座星云团（ONC）中观察到的二元属性。我们发现，几个不同的原始二进制人口是一致的整体分数和分离分布的视觉二进制的ONC（在67 - 670 AU的范围内），这些二进制系统进行了大量的处理。亚结构，冷塌缩的情况下，需要一个原始的二进制分数接近100%.We发现，在处理原始的二进制文件中最重要的因素是初始水平的子结构;一个高度亚结构集群的过程高达20%以上的系统比一个少亚结构集群，因为局部口袋的高恒星密度的子结构。二进制处理的子结构之前，集群达到其denominative阶段，这表明，即使集群保持维里平衡或进行supervirial膨胀将动态改变其原始的二进制人口。因此，即使一些扩展的协会可能不会保持其原始的二进制人口。

FirstLight IV: Diversity in sub-L$_*$ galaxies at cosmic dawn

Using a large sample of sub-L$_*$ galaxies, with similar UV magnitudes, M$_{\rm UV}\simeq -19$ at $z\simeq6$, extracted from the FirstLight simulations, we show the diversity of galaxies at the end of the reionization epoch. We find a factor $\sim$40 variation in the specific star-formation rate (sSFR). This drives a $\sim$1 dex range in equivalent width of the [OIII]$λ$5007 line. Variations in nebular metallicity and ionization parameter within HII regions lead to a scatter in the equivalent widths and [OIII]/H$α$ line ratio at a fixed sSFR. [OIII]-bright emitters ([OIII]/H$α$>1) have higher …

原初暗物质晕中的湍流及其对第一代恒星形成的影响

Turbulence in Primordial Dark Matter Halos and Its Impact on the First Star Formation

利用高分辨率模拟研究原初暗物质晕中超声速湍流的驱动机制及其对气体碎裂和第一代恒星形成的影响。

Impact of the Primordial Stellar Initial Mass Function on the 21-cm Signal

Properties of the first generation of stars (Pop III), such as their initial mass function (IMF), are poorly constrained by observations and have yet to converge between simulations. The cosmological 21-cm signal of neutral hydrogen is predicted to be sensitive to Lyman-band photons produced by these stars, thus providing a unique way to probe the first stellar population. In this paper, we investigate the impacts of the Pop III IMF on the cosmic dawn 21-cm signal via the Wouthuysen-Field effect, Lyman-Werner feedback, Ly-alpha heating, and CMB heating. We calculate the emission spectra of sta…

原始恒星形成中的爆发式吸积

The Burst Mode of Accretion in Primordial Star Formation

我们目前的模拟结果的形成和长期演化的原始原恒星盘窝藏的第一颗恒星。利用2+ 1维非轴对称薄盘数值模拟，结合气体的正压关系，我们能够探测20kyr的盘的演化。在这段时间内，我们观察到碎片导致松散的气体团内的磁盘。然后，这些粒子被向内扭转并吸积在生长的原恒星上，引起爆发现象。这种机制产生的光反馈可能对原恒星的后续生长产生重要影响。

Heavy elements unveil the non primordial origin of the giant HI ring in Leo

The origin and fate of the most extended extragalactic neutral cloud known in the local Universe, the Leo ring, is still debated 38 years after its discovery. Its existence is alternatively attributed to leftover primordial gas with some low level of metal pollution versus enriched gas stripped during a galaxy-galaxy encounter. Taking advantage of MUSE (Multi Unit Spectroscopic Explorer) operating at the VLT, we performed optical integral field spectroscopy of 3 HI clumps in the Leo ring where ultraviolet continuum emission has been found. We detected, for the first time, ionized hydrogen in t…

论宇宙黎明时期大质量星系中高恒星形成效率的起源

On the Origin of the High Star-Formation Efficiency in Massive Galaxies at Cosmic Dawn

本文通过宇宙学放大模拟研究宇宙黎明时期大质量星系高恒星形成效率的起源，发现高气体密度削弱超新星反馈、局部效率高，而全局效率主要由反馈驱动外流决定。

原始原恒星的爆发式吸积

The Burst Mode of Accretion in Primordial Protostars

我们研究的形成和长期演化的原始原恒星盘庇护的第一颗恒星使用数值流体力学模拟薄盘限制。初始条件由具有不同质量、角动量和温度的前恒星核心指定。这使我们能够探测数万年的磁盘的初始演化，在此期间，我们观察到多个片段的碎片导致形成的引力约束气体团块内的螺旋臂。这些碎片在10^3 - 10^4年的时间尺度上由于与旋臂的引力相互作用而向内扭转，并吸积到生长中的原恒星上，引起吸积和光度爆发。爆发现象是由从坍缩的母核落在盘上的物质持续吸积而推动的，这会增加盘因吸积而损失的质量，并引发盘碎片的重复发作。我们表明，爆发现象预计会发生在原始的前星核的初始条件的一个广泛的频谱，并推测如何强烈的光度（~10^7太阳光度）产生的这一机制可能会对磁盘的演化和随后的原恒星的增长有重要的影响。

从湍流团形成团簇形成。I.快速形成极限

Star Cluster Formation from Turbulent Clumps. I. The Fast Formation Limit

我们调查的恒星集群的形成和早期演化，假设它们形成从一个动荡的无星集群内的父自引力分子云，其特征在于一个特定的质量表面密度的给定质量的边界。作为第一步，我们假设瞬时恒星团簇形成和气体排出。我们从观测到的无星团块的性质得出我们的初始条件。我们遵循的早期演化的集群高达20万年，调查不同的恒星形成效率，原始二进制分数和偏心率和原始质量分离水平的影响。我们调查团与初始质量的$M_{\rm cl}=3000\:{\rm M}_\odot$嵌入周围的云环境中的质量表面密度，$Σ_{\rm cloud}=0.1$和$1\:{\rm g\:cm^{-2}}$。我们表明，这些模型的快速恒星团簇形成的结果，在基准的情况下，在集群迅速扩大，即使只考虑绑定成员。从较高的$Σ_{\rm cloud}$环境中形成的集群往往会更快地扩展，因此很快就会比从较低的$Σ_{\rm cloud}$环境中形成的集群更大。为了形成一个给定年龄、恒星质量和质量表面密度的年轻星团，这些模型需要假设一个密度高出许多倍的母分子团，这与观测到的系统相比是不现实的。我们还表明，在这些模型中，初始二元属性仅被相互作用稍微修改，这意味着二元属性，例如，在2000万年前，它们与出生时非常相似。通过这项研究，我们建立了未来工作的基础，我们将调查更现实的恒星形成模型相比，这个瞬时的，基线的情况。

化学不稳定性在原始气体的碎裂中有什么作用吗

Does the chemothermal instability have any role in the fragmentation of primordial gas

原始气体在密度区域$\sim 10^{8}\hbox{--}10^{10}$ cm $^{-3}$的坍缩是由三体$\rm H_2$形成过程控制的，在三体$\rm H_2$形成过程中，气体可以比自由落体时间$\hbox{--}$更快地冷却，这是一种被认为是化学不稳定性的条件。我们调查如何加热和冷却速率的影响，在原子到分子氢的快速转变。通过详细研究Pop~III坍缩的3D模拟中的加热和冷却平衡，我们跟踪了两个暗物质迷你晕中原生气体的化学和热演化。在修改后的Gadget-2光滑粒子流体动力学代码中包含的下沉粒子使我们能够研究碎片成几个团块的磁盘的长期演变。我们发现，所有的冷却速率之和小于总加热速率后，包括压缩加热（$pdV$）的贡献。在分子分数快速增加期间增加的冷却速率被由于气体收缩而不可避免的加热所抵消。我们的结论是，碎裂的发生是因为$\rm H_2$冷却，加热由于$\rm H_2$形成和压缩加热一起设置在磁盘中的密度和温度结构，有利于碎裂，而不是化学不稳定性。

高红移时云的压力驱动碎裂

Pressure-driven fragmentation of clouds at high redshift

一颗总金属丰度为$\le 10^{-5}$ Z $_\odot$的超贫金属恒星的发现，激发了人们对这类天体如何由一颗超新星污染的原始气体形成的新研究。在本文中，我们提出了一个激波云模型，它模拟了一个超新星遗迹与云相互作用在一个无金属的环境中在红移$z=10$。前超新星的条件被认为是，其中包括一个多相中性介质和H II区域。一个小的致密团块（$n=100$ cm $^{-3}$），距离40 M $_\odot$无金属恒星40 pc，嵌入在$n=10$ cm $^{-3}$周围云中。超新星遗迹的演化（爆炸能量$10^{52}$ erg）及其随后与致密团块的相互作用进行了研究。这是第一个研究，包括一个全面的处理非平衡化学和相关的辐射冷却，发生在所有阶段的冲击云模型。我们已经包括了一个原始化学网络，覆盖了温度范围$10-10^9$ K，并耦合到原子和分子冷却的热模型。我们发现$\times10^{3}$密度增强的团块（即最大密度$\sim 78000$ cm $^{-3}$）在此无金属模型。这与考虑太阳金属丰度气体与平衡冷却功能的银河系激波云模型是一致的。尽管有这种强烈的压缩，云并没有变得重力不稳定。我们发现，在这里模拟的小的云被破坏的冲击速度$\gtrsim 50\,$公里的$^{-1}$，并没有显着影响的冲击速度$\lesssim 30\,$公里的$^{-1}$。要使这样的云坍缩，需要…

宇宙黎明时期的行星形成：大质量恒星周围富水原行星盘中的星子

Planet Formation at Cosmic Dawn: Planetesimals in H$_2$O-Rich Disks Around Low-Mass Stars

该研究发现宇宙黎明时期可在低质量恒星周围的PI超新星残骸中形成星子，其原行星盘富水，为宇宙首批行星的水富集提供了可能，时间远早于此前认知。

如何在宇宙黎明时期形成超大质量黑洞

How Overmassive Black Holes Formed at Cosmic Dawn

研究通过模拟显示，早期宇宙中形成超大质量黑洞的宿主星系通过抑制恒星形成和恒星金属喷射，自然导致黑洞与恒星质量比与观测到的超大质量黑洞一致。

具有蓝谱线轮廓的大质量原星团中恒星形成与演化的ALMA巡天（ASSEMBLE）：核增长、星团收缩与原初质量分层

The ALMA Survey of Star Formation and Evolution in Massive Protoclusters with Blue Profiles (ASSEMBLE): Core Growth, Cluster Contraction, and Primordial Mass Segregation

ASSEMBLE利用ALMA观测11个大质量下落团块，通过248个致密核揭示核增长、星团收缩及原初质量分层。

关于原始恒星形成云中旋转的影响

On the effects of rotation in primordial star-forming clouds

在原始恒星形成云坍缩过程中气体的演化很大程度上取决于初始的旋转度。然而，对于初始旋转如何影响加热和冷却过程，以及导致第三星族恒星形成期间气体碎裂的温度，还没有明确的理解。我们报告的结果从三个\hbox{-}维，光滑粒子流体动力学（SPH）模拟的旋转自引力原始气体云的修改版本的Gadget-2代码，其中的初始比率的旋转的引力能量（$β_0$）是变化超过两个数量级。我们发现，尽管缺乏任何初始的湍流和磁场的云，角动量分布导致形成和积累的磁盘碎片成几个团块。我们进一步研究了原恒星的行为，形成理想化的，以及更现实的迷你晕从宇宙学模拟。宇宙学微晕的演化和碎裂行为与人造微晕的演化和碎裂行为相似，特别是在具有相似$β_0$参数的情况下。具有更高自转支持的原恒星在几个尺度上表现出螺旋臂状结构，并且具有较低的吸积速率。这些类型的云倾向于碎片更多，而一些原恒星从星团中逃脱，有可能存活到今天。与缓慢旋转的对应物相比，它们的形成时间也要长得多。我们的结论是，使用适当的初始条件的气体在小晕是一个关键和决定性的量来研究的演化和最终命运的原始恒星。

原初恒星形成云中超音速湍流的形成

Formation of Supersonic Turbulence in the Primordial Star-forming Cloud

本研究利用GIZMO代码和IllustrisTNG初始条件，通过大幅提升分辨率模拟了原初恒星形成云的形成，发现超音速湍流在坍缩晕中自然产生，促进云碎裂并可能降低第一代恒星的特征质量。

Effect of the cosmological transition to metal-enriched star-formation on the hydrogen 21-cm signal

Mapping Cosmic Dawn with 21-cm tomography offers an exciting new window into the era of primordial star formation. However, self-consistent implementation of both the process of star formation and the related 21-cm signal is challenging, due to the multi-scale nature of the problem. In this study, we develop a flexible semi-analytical model to follow the formation of the first stars and the process of gradual transition from primordial to metal-enriched star formation. For this transition we use different in scenarios with varying time-delays (or recovery times) between the first supernovae an…

第一个星团和大质量双星的形成是由原始气体云的碎裂引起的

Formation of the first star clusters and massive star binaries by fragmentation of filamentary primordial gas clouds

我们进行了一系列包含重子流运动的早期结构形成的宇宙学模拟。我们提出了一种情况下，一个显着拉长的气体云与$\sim\!10^4\,$太阳质量（${\rm M_\odot}$）形成的前银河系（$\sim\!10^7\,{\rm M_\odot}$）暗晕。流入光环的气体压缩并加热了大量的对流云，使其温度达到$\sim\!10,000\,$开尔文。气体云通过原子氢冷却迅速冷却，然后通过分子氢冷却到$\sim\!400\,$开尔文。温度的迅速下降和金斯质量的迅速下降触发了暗条的碎裂，产生了数百个太阳质量的多个气体团。我们估计的原始恒星的质量形成在每个片段通过采用一个分析模型的基础上的一个大的辐射流体动力学模拟的原恒星演化。由此得到的恒星质量在$\sim\!50$ - $120\,{\rm M_\odot}$的范围内。大质量的恒星相互吸引，形成一个紧凑的星团。我们使用混合$N$体模拟遵循星团的动力学。我们表明，大质量的恒星双星是在几百万年内形成的，通过在集群中心的多体相互作用。残余黑洞的最终形成将留下一个巨大的黑洞双星，这可能是强引力波源的祖先，类似于最近由高级激光干涉引力波天文台（LIGO）探测到的。

原子冷却晕中大质量原恒星的形成

Formation of massive protostars in atomic cooling haloes

我们提出了迄今为止最高分辨率的三维模拟早期宇宙中原子冷却晕的坍缩。我们使用移动网格代码arepo和Greif（2014）中引入的原始化学模块，该模块将化学和热速率方程演化为超过20个数量级的密度。分子氢冷却被强烈的莱曼-沃纳背景抑制，这促进了气体在大约$10^4\,$ K的温度下的近等温塌缩。一旦中心的气体云变得光学厚度连续发射，它就会在主原恒星周围形成开普勒圆盘。原恒星的初始质量约为$0.1\,{\rm M}_\odot$，比通过氢分子冷却的迷你晕高出一个数量级。气体的高吸积率和有效冷却催化了盘的碎裂，形成一个5-10个成员的小型原恒星系统。大约12年后，强大的引力相互作用破坏了圆盘，并暂时将原恒星从云的中心弹射出来。在模拟结束时，次级聚集体在距离初级聚集体$\simeq 150\,$ au的距离处塌陷。如果这个团经历了与第一个团相似的演化，中心的气体云可能会演化成一个宽的双星系统。初级和次级团块的高吸积率表明，碎片化并不是形成至少一个大质量黑洞种子的重要障碍。

湍流团块中的星团形成。III. 跨越质量谱

Star Cluster Formation from Turbulent Clumps. III. Across the mass spectrum

本文基于 Turbulent Clump 模型模拟跨越 300–30,000 $M_\odot$ 质量谱及不同云面密度的星团形成，揭示质量与密度如何影响束缚比例、双星演化、质量分层和速逃星产生。

Possible formation of ring galaxies by torus-shaped magnetic wormholes

We present the hypothesis that some of ring galaxies were formed by relic magnetic torus - shaped wormholes. In the primordial plasma before the recombination magnetic fields of wormholes trap baryons whose energy is smaller than a threshold energy. They work as the Maxwell's demons collecting baryons from the nearest (horizon size) region and thus forming clumps of baryonic matter which have the same torus-like shapes as wormhole throats. Such clumps may serve as seeds for the formation of ring galaxies and smaller objects having the ring form. Upon the recombination torus-like clumps may dec…

一个非典型Lyman-α发射致密矮星系气体运动学的模拟

Modelling the gas kinematics of an atypical Lyman-alpha emitting compact dwarf galaxy

恒星形成致密矮星系（CDG）类似于宇宙中第一个星系的预期原始条件，是测试原始星系形成和演化模型的最佳系统。在这里，我们报告这样的CDG之一，Tololo 1214-277，它提出了一个广泛的，单峰的，高度对称的赖氨酸$α$发射线，至今逃避理论解释。在本文中，我们第一次重现这些线功能与两个不同的物理动机的运动学模型：一个星际介质组成的外流团块与随机运动和均匀的气体球进行固体旋转。多相模型需要$54.3\pm 0.6$ km s $^{-1}$的块速度色散，流出$54.3\pm 5.1$ km s $^{-1}$，而整体旋转速度被约束为$348^{+75}_{-48}$ km s $^{-1}$。我们认为，从多相模型的结果提供了一个正确的解释数据。在这种情况下，团块的速度色散意味着动力学质量为$2\times 10^{9}$ M $_{\odot}$，是重子质量的10倍。如果Tololo 1214-277未来的运动学图证实了多相模型所建议的速度，它将提供额外的支持，以期望这样的运动学状态在原始星系，打开机会，使用本文提出的模型和方法，以限制在Ly- $α$发射星系的早期世代的恒星形成和反馈的物理。

Chaotic and Clumpy Galaxy Formation in an Extremely Massive Reionization-Era Halo

The SPT0311-58 system at z=6.900 is an extremely massive structure within the reionization epoch, and offers a chance to understand the formation of galaxies in an extreme peak in the primordial density field. We present 70mas Atacama Large Millimeter/submillimeter Array observations of the dust continuum and CII 158um emission in the central pair of galaxies and reach physical resolution ~100-350pc, among the most detailed views of any reionization-era system to date. The observations resolve the source into at least a dozen kiloparsec-size clumps. The global kinematics and high turbulent vel…

1000-10,000 M$_\odot$ 原初恒星在 z = 5.55 处创造了 GS 3073 中的氮超丰

1000-10,000 M$_\odot$ Primordial Stars Created the Nitrogen Excess in GS 3073 at $z = 5.55$

研究指出 GS 3073 中高达 0.46 的极端 N/O 比例无法由已知恒星解释，提出 1000-10,000 M$_\odot$ 原初恒星是唯一能解释该星系氮超丰及 C/O、Ne/O 比例的候选者，为宇宙黎明时期存在超大质量 Pop III 恒星提供了首个确凿证据。

模糊暗物质动力学对原始气体积累与碎裂的影响

The Impact of Fuzzy Dark Matter Dynamics on the Accumulation and Fragmentation of Primordial Gas

研究通过模拟探索模糊暗物质动力学如何抑制原始气体坍缩，影响恒星形成位置分布及星系形成效率。

具有辐射和外流反馈的湍流磁化致密团中的团簇形成

Star Cluster Formation in Turbulent, Magnetized Dense Clumps with Radiative and Outflow Feedback

我们提出了三个猎户座模拟恒星团簇形成在1000 Msun，湍流分子云团，包括辐射转移的影响，原恒星流出，和磁场。我们的模拟都使用自洽的湍流初始条件和不同的平均质量流量比相对于临界值超过2，10，和无穷大，以衡量磁场对恒星团簇形成的影响。我们发现，在良好的协议与以前的研究，通常观察到的强度的磁场降低恒星形成率的一个因素的2.4和减少的碎片量的一个因素2相对于零场的情况。我们还发现，该领域增加的特征下沉粒子质量，再次由2.4的一个因素。在我们的模拟中，磁场也增加了聚集的程度，使得强场情况下的最大恒星密度比其他情况高出2倍。这种集群往往鼓励形成多个系统，这是更常见的rad-MHD运行比rad-Hydro运行。在我们的模拟中的同伴频率是一致的，在I类源，特别是对于强场的情况下的多重性的观察。最后，我们在模拟中发现了原始质量分离的证据，这让人想起在猎户座星云团等星团中观察到的情况。

具有蓝色倾斜功率谱的原初密度涨落导致的早期结构形成：高红移星系

Early Structure Formation from Primordial Density Fluctuations with a Blue, Tilted Power Spectrum: High-Redshift Galaxies

本文通过宇宙学 $N$ 体模拟研究蓝色倾斜功率谱模型，表明增强的小尺度原初涨落可在 $z=9$ 前形成大质量团块状星系，并解释 JWST 的高红移星系丰度。

从湍流团形成团簇形成。II。恒星团簇形成

Star Cluster Formation from Turbulent Clumps. II. Gradual Star Cluster Formation

我们调查的动态演化的星团在其形成过程中，假设它们是从一个动荡的无星团块的一个给定的质量，嵌入在一个父自引力分子云的特征是一个特定的质量表面密度。与大多数$N$天体研究的标准做法不同，我们并不假设所有恒星都是一次形成的。相反，我们探索不同的恒星形成率对年轻的嵌入式星团的全球结构和演化的影响，也考虑到各种原始的二元分数和质量分离水平。我们的基准块在本文中研究的初始质量为$M_{\rm cl} = 3000\,M_\odot$，嵌入周围的云环境的$Σ_{\rm cloud} = 0.1$和1克厘米$^{-2}$，并逐渐形成恒星的整体效率为50%，直到气体耗尽。我们研究了$ε_{\rm ff}=0.01$到1范围内的每自由落体时间的恒星形成效率，并与论文I中的瞬时情况（$ε_{\rm ff}=\infty$）进行了比较。我们发现，大多数有趣的动力学过程，决定未来的集群，发生在早期形成阶段。特别是，被抛出的恒星星族对恒星团簇形成的持续时间很敏感：例如，形成时间较长的团簇产生更多的逃逸恒星，因为这些团簇保持在致密状态的时间较长，从而有利于发生动力学抛出。我们还表明，径向年龄梯度在星团中的存在敏感地依赖于每自由落体时间的恒星形成效率，与观测值匹配最好的我们最慢的形成集群与$ε_{\rm ff}\lesssim0.03$。

原始吸积流中的碎裂

Fragmentation in a Primordial Accretion Flow

在氢分子的快速冷却下，第三星族（PopIII）恒星周围的吸积盘被认为是碎片，导致多个吸积核心。本文基于这些吸积盘的垂直结构，建立了一个计算H $_2$振转线冷却光学厚度的理论框架。应用这种物理动机的处方的光学深度，我们发现，冷却的内部磁盘与$r \lesssim 10 {\rm\ AU}$是衰减显着的高表面密度的结果; $PdV$加热变得比冷却更有效，从而防止碎片在内部磁盘。尽管如此，冷却在外盘中变得动态重要，有利于碎片化。我们认为，大多数产生的碎片最初是在外盘，任何幸存的碎片迁移速度慢于磁盘规模的光蒸发过程。由于I型迁移速度很快，因此由于磁盘结构中的间隙打开，迁移速度会减慢。研究了两种可能的间隙打开过程：（1）通过一个大质量的，致密的核心（$ρ\gtrsim 10^{-8} {\rm\ g\ cm^{-3}}$）能够辐射掉多余的引力势能，（2）通过一个快速增长的中心恒星，$\dot{M} \gtrsim 2 \times 10^{-3} \, M_\odot {\rm\ yr^{-1}}$，其引力主导了星盘系统，有利于间隙打开。

Mass segregation and sequential star formation in NGC 2264 revealed by Herschel

The mass segregation of stellar clusters could be primordial rather than dynamical. Despite the abundance of studies of mass segregation for stellar clusters, those for stellar progenitors are still scarce, so the question on the origin and evolution of mass segregation is still open. Our goal is to characterize the structure of the NGC 2264 molecular cloud and compare the populations of clumps and young stellar objects (YSOs) in this region whose rich YSO population has shown evidence of sequential star formation. We separated the Herschel column density map of NGC 2264 in three subregions an…

第一批恒星和黑洞的形成

Formation of the first stars and black holes

我们回顾了目前的知识状况有关的早期阶段的恒星形成在宇宙黎明。这包括在最低质量的暗物质晕中形成的第一代恒星，其中具有原始成分的气体在非常高的红移（$z > 20$）下冷却和冷凝是可能的，即无金属的第三族恒星，以及在如此早期形成的第一代大质量黑洞，即所谓的黑洞种子。形成黑洞种子的最终状态的崩溃的人口III恒星，或通过直接崩溃的情况下，进行了讨论。特别是，特别强调的物理学超大质量恒星作为直接坍缩黑洞的潜在前体，在最近的结果，恒星演化模型，和数值模拟的早期阶段的星系形成。进一步讨论了高红移早期恒星和黑洞产生的宇宙辐射在再电离过程中的作用。

快速旋转圆盘中超大质量黑洞的形成

The formation of supermassive black holes in rapidly rotating disks

暴露在中等紫外线背景下的巨大原始晕是超大质量黑洞的潜在诞生地。在这样的晕中，最初会发生等温坍缩，导致$\sim0.1$ ~M $_\odot$ ~yr $^{-1}$的高吸积率。在坍缩过程中，由于角动量守恒，内部的气体将转变为分子状态，并形成一个吸积盘。本文研究了中心恒星$10$、$100$和$10^4$ ~M $_\odot$在高吸积率下的吸积盘结构和粘性加热的作用。我们的研究结果表明，在磁盘中的温度大大增加，由于粘性加热，导致从分子到原子冷却阶段的过渡。我们发现对于一颗$10^4$ ~M $_\odot$中心星，原子冷却机制可以扩展到几个$100$ ~AU，并为盘的稳定提供了实质性的支持。因此，它有利于形成一个巨大的中心物体。团块迁移和收缩时间尺度的比较表明，这些团块的恒星反馈可能发生在演化的后期阶段。总的来说，粘性加热提供了一个重要的途径，以获得在晕中心的原子气相，并有助于形成非常大质量的物体。后者可能坍缩形成一个质量约为$\geq 10^4$ ~M $_\odot$的大质量黑洞。

湍流星团中的恒星形成 IV. 原行星盘演化

Star cluster formation from turbulent clumps. IV. Protoplanetary disc evolution

本研究通过N体模拟星团形成，发现恒星形成效率、云面密度和双星比例显著影响原行星盘演化，且外部光蒸发比动力学作用更关键。

$z=5-7$千秒差距尺度的气体团和恒星形成

Kiloparsec-scale gaseous clumps and star formation at $z=5-7$

我们调查的形态[CII]发射的“正常”的恒星形成星系的样本在$5<z<7.2$在其UV（休息帧）对应。我们使用$z\sim6-7$的新ALMA星系观测以及对ALMA档案数据的仔细重新分析。总共分析了29个星系，其中21个在[CII]中被检测到。对于后者中的几个，[CII]发射分解成多个分量。只有一小部分的这些[CII]组件，如果有的话，是与主要的紫外线系统，而大部分的[CII]的排放是与较弱的紫外线组件，或不相关的任何紫外线对应在目前的限制。通过考虑所有这些组件的存在下，我们发现，L $_{\rm [CII]}$ -SFR关系在早期的时期是完全符合当地的关系，但它有一个分散度为0.48 $\pm$ 0.07 dex，这是大约2倍大于当地观察到的。我们还发现，偏离局部L $_{\rm [CII]}$ -SFR关系与EW（Ly $α$）有弱的反相关性.形态学分析还表明，[CII]发射通常比UV发射更广泛。因此，这些原始星系的特征是[CII]表面亮度通常远低于本地${\rm Σ_{[CII}-Σ_{SFR}}$关系的预期。这些性质可能是不同效应组合的结果，即：气体金属丰度，[CII]从被遮蔽的恒星形成区域发射，电离参数的强烈变化，以及这些原始星系吸积或喷出的环星系气体。

星团的IMF：吸积和反馈效应

The IMF of stellar clusters: effects of accretion and feedback

本文建立了一个描述原团簇中致密核质量函数和IMF的协同演化模型。在该模型中，注入到团块中的核在气体吸积的作用下演化。核心上的吸积遵循一个随时间变化的吸积率，描述了在湍流介质中的吸积。一旦核心的吸积时间尺度超过了它们的收缩时间尺度，它们就会变成恒星。我们包括新形成的大质量恒星通过它们的恒星风反馈的影响。风的能量的一小部分被认为是为了对抗重力，分散原星团中的气体，从而抑制恒星的进一步形成。后一种效果设置集群的最终IMF。我们将我们的模型应用于一个预计类似于猎户座星云团（ONC）的祖先团的团。我们的模型能够再现ONC的IMF的形状和归一化以及猎户座致密核心的质量函数。ONC的IMF的复杂特征，即，在质量范围~0.3-2.5 Msol内，斜率较浅，在质量范围~2.5-12 Msol内，斜率较陡，在高质量端，尾部几乎是平的。该模型预测了一个“快速”的恒星形成过程，恒星的年龄分布为2.3 × 10^5年，这与ONC 80%的恒星年龄<=0.3百万年的事实相一致。该模型预测了一个原始的质量分离，最大质量的恒星出生在星团核心半径的2-4倍之间的区域。同时，该模型还再现了猎户座致密核心的质量函数。我们研究了不同的模型参数对所得IMF的影响，并表明，IMF的星团预计将显示显着的变化，在团块和核心属性的变化存在。

恒星从湍流团块形成星团。V. 大质量恒星周围的恒星聚类

Star cluster formation from turbulent clumps. V. Stellar clustering around massive stars

研究通过N体模拟分析恒星聚类形成机制，发现大质量恒星周围通过动力学过程形成束缚伴星，且聚类中心密度增加导致二次聚类变化，与竞争吸积模型有差异。

From dark matter halos to pre-stellar cores: High resolution follow-up of cosmological Lyman-Werner simulations

Molecular hydrogen allows cooling in primordial gas, facilitating its collapse into Population III stars within primordial halos. Lyman-Werner (LW) radiation from these stars can escape the halo and delay further star formation by destroying H$_2$ in other halos. As cosmological simulations show that increasing the background LW field strength increases the average halo mass required for star formation, we perform follow-up simulations of selected halos to investigate the knock-on effects this has on the Population III IMF. We follow 5 halos for each of the $J_{21}$ = 0, 0.01 and 0.1 LW field …

收缩星形成团块密度与柱密度分布中的多重幂律尾

Multiple power-law tails in the density and column-density distribution in contracting star-forming clumps

本研究通过数值模拟探讨了原初气体收缩星形成团块中（柱）密度分布的多重幂律尾演化，发现其斜率特征与经典坍缩模型、原恒星引力及吸积盘形成相关，并得到观测数据支持。

首个核球化石碎片候选体 Terzan 5 的恒星形成历史

The star formation history of the first bulge fossil fragment candidate Terzan 5

本文利用 SFERA 拟合颜色-星等图重建 Terzan 5 的恒星形成历史，发现其主峰在 12–13 Gyr 前贡献 70% 质量，并伴有多次后续爆发，支持其作为原初大质量团块自富集化石的假说。