球状星团47 Tucanae中的致密天体建模

球状星团47 Tucanae（47 Tuc）是银河系中质量最大的星团之一，且异常富含特殊恒星族。几十年来它一直是观测者青睐的目标，然而由于其大量恒星（N≳10^6）和高密度，计算建模极具挑战。在此我们展示用Cluster Monte Carlo代码（CMC）计算的详细且自洽的47 Tuc模型。这些模型包含与恒星和双星演化耦合的所有相关动力学相互作用，并再现了多种观测，包括表面亮度和速度弥散轮廓、脉冲星加速度以及致密天体数目。我们表明，47 Tuc的当前性质最好通过采用相对于标准假设[如Kroupa2001等]既底重又顶轻的初始恒星质量函数，以及过度充满星团潮汐半径的初始Elson轮廓[Elson1987]来再现。我们在CMC中加入了通过巨星碰撞和潮汐俘获形成双星的新方案，并表明这些机制在47 Tuc中子星双星和毫秒脉冲星的形成中起关键作用；我们的最佳拟合模型包含∼50个毫秒脉冲星，其中70%通过巨星碰撞和潮汐俘获形成。我们的模型还表明，47 Tuc目前包含多达∼200个恒星质量黑洞、∼5个双黑洞、∼15个低质量X射线双星和∼300个激变变星。