Magnetic Effects Promote Supermassive Star Formation in Metal-enriched Atomic-cooling Halos
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Intermediate-mass black holes (with ≥105 M ⊙) are promising candidates for the origin of supermassive black holes (with ∼109 M ⊙) in the early universe (redshift z ∼ 6). Chon & Omukai first pointed out direct collapse black hole (DCBH) formation in metal-enriched atomic-cooling halos (ACHs), which relaxes the DCBH formation criterion. On the other hand, Hirano et al. showed that magnetic effects promote DCBH formation in metal-free ACHs. We perform a set of magnetohydrodynamical simulations to investigate star formation in magnetized ACHs with metallicities Z/Z ⊙ = 0, 10−5, and 10−4. Our simulations show that the mass accretion rate onto the protostars becomes lower in metal-enriched ACHs than in metal-free ACHs. However, many protostars form from gravitationally and thermally unstable metal-enriched gas clouds. Under such circumstances, the magnetic field rapidly increases as magnetic field lines wind up due to the spin of protostars. The region with the amplified magnetic field expands outwards due to the orbital motion of protostars and the rotation of the accreting gas. The amplified magnetic field extracts angular momentum from the accreting gas, promotes the coalescence of low-mass protostars, and increases the mass growth rate of the primary protostar. We conclude that the magnetic field amplification is always realized in metal-enriched ACHs regardless of the initial magnetic field strength, which affects the DCBH formation criterion. In addition, we find a qualitatively different trend from the previous unmagnetized simulations in that the mass growth rate is maximal for extremely metal-poor ACHs with Z/Z ⊙ = 10−5.
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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 | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| 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 ».