Maximally accreting supermassive stars: a fundamental limit imposed by hydrostatic equilibrium
Notice bibliographique
Résumé
Context. Major mergers of gas-rich galaxies provide promising conditions for the formation of supermassive black holes (SMBHs; ≳105 M⊙) by direct collapse because they can trigger mass inflows as high as 104 − 105 M⊙ yr−1 on sub-parsec scales. However, the channel of SMBH formation in this case, either dark collapse (direct collapse without prior stellar phase) or supermassive star (SMS; ≳104 M⊙), remains unknown. Aims. Here, we investigate the limit in accretion rate up to which stars can maintain hydrostatic equilibrium. Methods. We compute hydrostatic models of SMSs accreting at 1–1000 M⊙ yr−1, and estimate the departures from equilibrium a posteriori by taking into account the finite speed of sound. Results. We find that stars accreting above the atomic cooling limit (≳10 M⊙ yr−1) can only maintain hydrostatic equilibrium once they are supermassive. In this case, they evolve adiabatically with a hylotropic structure, that is, entropy is locally conserved and scales with the square root of the mass coordinate. Conclusions. Our results imply that stars can only become supermassive by accretion at the rates of atomically cooled haloes (∼0.1 − 10 M⊙ yr−1). Once they are supermassive, larger rates are possible.
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Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
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score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».