Protostellar collapse with various metallicities

Abstract

The thermal and chemical evolution of gravitational collapsing protostellar clouds are investigated focusing attention on their dependence on metallicity. Calculations are carried out for a range of metallicities spanning the local interstellar value to zero. During the time when clouds are transparent to continuous radiation, the temperatures are higher for those with lower metallicity reflecting lower radiative ability. However, once the clouds become opaque, in the course of the adiabatic contraction of the transient cores, their evolutionary trajectories in the density-temperature plane converge to a unique curve that is determined only by physical constants. The trajectories coincide with each other thereafter. Consequently, the size of the stellar core at the formation is the same regardless of the gas composition of the parent cloud.

重力収縮する原始星ガス雲の熱的、化学進化を金属量に対する依存性に注目して調べた。金属量について近傍星間ガス内の値からゼロまでの範囲で計算を行った。ガス雲が連続放射に対し透明な間は、輻射の影響が低いのを反映した計算は、金属量の低い場合に温度が高くなった。しかし、ガス雲が一時的なコアの断熱収縮の過程で一端不透明になると、密度-温度平面上で進化の軌跡は物理定数だけによって決められる固有の曲線に収束した。その後、軌跡はお互いに一致した。結果として、形成期における星のコアの大きさは、ガス雲の組成によらず同じになった。