星团长期演化的方案与快速代码 - II：非平衡与核心演化
星系天体物理
2015-06-17 v2 太阳与恒星天体物理
摘要
我们介绍了快速星团演化代码 Evolve Me A Cluster of StarS (EMACSS) 的第二版。第一版 (Alexander & Gieles) 假设星团演化在其生命周期的绝大部分时间内处于平衡状态，即星团核心的能量产生率等于双体弛豫导致的能量扩散率，这使得该代码适用于模拟弱潮汐场中的星团。在这个新版本中，我们扩展了模型以包含演化的非平衡阶段，从而描述坍缩前的演化及伴随的逃逸率，使得强潮汐场中的星团也能被模拟。我们还添加了核心半径和密度演化的方案，以及相关的星团集中参数。该模型同时求解了一系列关于核心半径、半质量半径变化率及成员星数量 N 的一阶常微分方程。求解整个星团演化过程大约需要两千个时间积分步，且该数量大致独立于 N。我们将模型与源自单质量星团系列直接 N 体计算的这些参数变化进行了比较，发现所有参数的演化均吻合良好。对于具有不同初始半质量半径（相对于其雅可比半径）和不同初始 N（最高达 N = 65536）的星团，相关时间尺度（如总寿命和核心坍缩时间）的复现精度约为 10%。我们打算扩展此框架以包含更现实的初始条件，例如恒星质量谱和恒星质量损失。EMACSS 代码可用于星团种群研究，以及考虑（球状）星团与大尺度结构共同演化的模型中。
引用
@article{arxiv.1310.3631,
title = {A prescription and fast code for the long-term evolution of star clusters - II. Unbalanced and core evolution},
author = {Mark Gieles and Poul Alexander and Henny Lamers and Holger Baumgardt},
journal= {arXiv preprint arXiv:1310.3631},
year = {2015}
}
备注
15 pages, 8 figures, accepted for MNRAS, update to match final published version