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暗物质湮灭对第一代恒星的影响( Dark matter annihilation effects on the first stars )
Iocco, F. Bressan, A. Ripamonti, E. Schneider, R. Ferrara, A. Marigo, P.
我们研究了WIMP暗物质对宇宙中第一批恒星坍缩和演化的影响。利用恒星演化程序，我们跟踪了一个质量在5～600太阳质量范围内的无金属恒星网格的前主序列(MS)阶段，该网格形成于一个1e6太阳质量晕的中心，在redhisft z=20处。母晕中的DM粒子通过绝热收缩和散射/俘获过程在原恒星内部吸积，中心密度达到1E12 GeV/cm3级，半径为10 Au级。湮没反应的能量释放可以有效地抵消引力坍缩，这与其他组的结果一致。我们发现这个失速阶段（被称为“暗”星）是瞬变的，从2.1e3年(M=600太阳质量）持续到1.8e4年(M=9太阳质量）。在演化的后期，DM散射/俘获速率变得足够高，以至于湮灭的能量沉积以依赖于DM(i)速度色散，(ii)密度，(iii)与重子的弹性散射截面的方式显著改变恒星的前MS演化。对于我们的基准参数集（10 km/s,1E11 geV/cm3,1E-38 cm2)我们发现质量低于40太阳质量的恒星在到达ZAMS之前的演化在HR图上“冻结”。质量较大的恒星能够引发核反应；然而，对于一颗600（40）太阳质量的恒星来说，DM“燃烧”会延长其寿命2（5）倍。
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