Effect of mass-loss due to stellar winds on the formation of supermassive black hole seeds in dense nuclear star clusters
Notice bibliographique
Résumé
ABSTRACT The observations of high-redshifts quasars at z ≳ 6 have revealed that supermassive black holes (SMBHs) of mass $\sim 10^9\, \mathrm{M_{\odot }}$ were already in place within the first ∼Gyr after the big bang. Supermassive stars (SMSs) with masses $10^{3-5}\, \mathrm{M_{\odot }}$ are potential seeds for these observed SMBHs. A possible formation channel of these SMSs is the interplay of gas accretion and runaway stellar collisions inside dense nuclear star clusters (NSCs). However, mass-loss due to stellar winds could be an important limitation for the formation of the SMSs and affect the final mass. In this paper, we study the effect of mass-loss driven by stellar winds on the formation and evolution of SMSs in dense NSCs using idealized N-body simulations. Considering different accretion scenarios, we have studied the effect of the mass-loss rates over a wide range of metallicities Z* = [.001–1]Z⊙ and Eddington factors $f_{\rm Edd}=L_\ast /L_{\mathrm{Edd}}=0.5,0.7,\, \,\mathrm{ and}\, 0.9$. For a high accretion rate of $10^{-4}\, \mathrm{M_{\odot }yr^{-1}}$, SMSs with masses $\gtrsim 10^3\, \mathrm{M_{\odot }yr^{-1}}$ could be formed even in a high metallicity environment. For a lower accretion rate of $10^{-5}\, \mathrm{M_{\odot }yr^{-1}}$, SMSs of masses $\sim 10^{3-4}\, \mathrm{M_{\odot }}$ can be formed for all adopted values of Z* and fEdd, except for Z* = Z⊙ and fEdd = 0.7 or 0.9. For Eddington accretion, SMSs of masses $\sim 10^3\, \mathrm{M_{\odot }}$ can be formed in low metallicity environments with Z* ≲ 0.01 Z⊙. The most massive SMSs of masses $\sim 10^5\, \mathrm{M_{\odot }}$ can be formed for Bondi–Hoyle accretion in environments with Z* ≲ 0.5 Z⊙. An intermediate regime is likely to exist where the mass-loss from the winds might no longer be relevant, while the kinetic energy deposition from the wind could still inhibit the formation of a very massive object.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,003 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 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.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
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 source (Gemma direct ou Codex distillé), 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 ».