Effect of mass loss due to stellar winds on the formation of supermassive black hole seeds in dense nuclear star clusters
Auteurs : Arpan Das, Dominik R. G. Schleicher, Shantanu Basu, Tjarda C. N. Boekholt
Résumé : The observations of high redshifts quasars at $z\gtrsim 6$ have revealed that supermassive black holes (SMBHs) of mass $\sim 10^9\,\mathrm{M_{\odot}}$ were already in place within the first $\sim$ 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 idealised N-body simulations. Considering different accretion scenarios, we have studied the effect of the mass loss rates over a wide range of metallicities $Z_\ast=[.001-1]\mathrm{Z_{\odot}}$ and Eddington factors $f_{\rm Edd}=L_\ast/L_{\mathrm{Edd}}=0.5,0.7,\,\&\, 0.9$. For a high accretion rate of $10^{-4}\,\mathrm{M_{\odot}yr^{-1}}$, SMSs with masses $\gtrsim 10^3\MSun$ 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 $Z_\ast$ and $f_{\rm Edd}$, except for $Z_\ast=\mathrm{Z_{\odot}}$ and $f_{\rm Edd}=0.7$ or 0.9. For Eddington accretion, SMSs of masses $\sim 10^3\,\mathrm{M_{\odot}}$ can be formed in low metallicity environments with $Z_\ast\lesssim 0.01\mathrm{Z_{\odot}}$. The most massive SMSs of masses $\sim 10^5\,\mathrm{M_{\odot}}$ can be formed for Bondi-Hoyle accretion in environments with $Z_\ast \lesssim 0.5\mathrm{Z_{\odot}}$.
Outils pour cet article
Posez des questions sur cet article à notre assistant IA
Vous pouvez aussi discutez avec plusieurs papiers à la fois ici.
⚠La licence de l'article ne nous permet pas de nous appuyer sur son contenu et l'assistant IA ne peut se servir que des métadonnées de l'article plutôt que de l'article complet.
Le résumé précédent a été créé il y a plus d'un an et peut être réexécuté (si nécessaire) en cliquant sur le bouton Exécuter ci-dessous.
⚠La licence de cet article spécifique ne nous permet pas de nous appuyer sur son contenu et les outils de synthèse seront exécutés en utilisant les métadonnées de l'article plutôt que l'article complet. Cependant, l'outil produira quand même un bon résultat, et vous pouvez également essayer nos outils sur des papiers avec des licences plus ouvertes.
Articles similaires résumés avec nos outils d'IA
Naviguez à travers encore plus d'articles similaires en utilisant une
représentation arborescenteRecherchez des articles similaires (en version bêta)
Nous comparons le titre et le résumé avec les articles indexés dans notre base. Pour les articles arXiv, la recherche porte sur la même catégorie ; pour les DOI et les autres sources, elle couvre toutes les sources et disciplines. Vous pouvez la relancer à mesure que notre base s’enrichit.
Avertissement : Notre outil de synthèse basé sur l'IA et l'assistant virtuel fournis sur ce site Web peuvent ne pas toujours fournir des résumés complets ou des réponses exactes. Nous vous encourageons à examiner attentivement et à évaluer le contenu généré pour vous assurer de sa qualité et de sa pertinence par rapport à vos besoins.