潮汐场中非束缚恒星系统的精确平衡模型

星团和矮星系在其宿主星系势场中运动时会逐渐瓦解。一旦它们的密度低于某个临界密度（与星系的背景密度相当），通常认为它们的演化就结束了。实际上，这类系统的残余会形成一种彼此非束缚的恒星分布，并在宿主势场中沿相似轨道运动。基于此动机，我们研究了一个理想化的非束缚系统的演化，并追踪其在模型星系潮汐场中的膨胀和瓦解过程。初始时，恒星均匀分布（密度低于临界密度）在一个椭球体积内。该系统本身在一个建模为等温球的星系内沿圆轨道运动。恒星的初始速度通过假设它们沿（三维）周转圆运动来选择，其引导中心位于椭球中心，但我们对通常的周转圆理论进行了修正以考虑系统的自引力。这被认为是潮汐场中恒星系统的首个精确平衡模型。我们的主要任务是研究此类构型的稳定性及其瓦解时标，作为椭球初始密度和大小的函数。如果以半质量半径增加50%来衡量瓦解时间，我们发现低密度（约为背景密度的1%）和小半径（在半径为10 kpc的轨道上为50 pc）的系统可以存活约20个星系轨道周期。对于小系统，我们表明其寿命大致与密度的平方根成反比。