黑洞与大质量星团的核心膨胀

我们展示了针对麦哲伦云中大质量星团的真实 N 体模拟结果。我们计算了八个包含约 $N \sim 10^5$ 个粒子的模拟，其中六个演化了至少一个哈勃时间。本模拟旨在考察大质量星团中大尺度核心膨胀的可能性，并寻找麦哲伦云中此类天体观测到的半径 - 年龄趋势的可行动力学起源。我们确定了两个可导致显著且持久星团核心膨胀的物理过程：原始质量分层星团中因快速恒星演化导致的质量损失，以及由留存的恒星级黑洞种群引起的加热效应。这两个过程作用于不同的时间尺度——前者仅发生在早期阶段，无法驱动核心膨胀超过几亿年；而后者通常在数亿年后才开始，但可导致核心膨胀持续数十亿年。我们研究了这些膨胀机制在具有不同原始质量分层程度和不同黑洞留存比例的星团中的行为。综合来看，这两个过程可在半径 - 年龄平面上产生多种多样的演化路径，完全覆盖了观测到的星团分布，从而为麦哲伦云中的半径 - 年龄趋势定义了动力学起源。我们讨论了核心膨胀对球状星团研究各个方面的影响，以及在星团中通过观测推断恒星级黑洞种群存在的可能性。