潮汐流中超宽双星的生成与瓦解

本文使用统计与$N$-体方法探索一种形成具有极大间距($> 0.1\,{\rm pc}$)双星的新机制，此类双星的起源尚不清楚。此处，超宽双星通过瓦解星团潮汐流中无关恒星的偶然捕获而产生。研究表明：(i)超宽双星的形成不限于星团寿命内，而在前身体完全瓦解后持续进行；(ii)形成率正比于潮汐尾的局部相空间密度；(iii)在$a\ll D$（其中$D$为平均星际距离）时，半长轴分布满足$p(a)d a\sim a^{1/2}d a$；(vi)偏心率分布接近热分布，$p(e)d e= 2 e d e$。由于其低束缚能，超宽双星可被平滑潮汐场与经过的次结构瓦解。潮汐涨落主导于平均场的时间尺度与团块局部密度成反比。蒙特卡洛实验显示，受潮汐蒸发作用的双星在$a\gtrsim a_{\rm peak}$时满足$p(a)d a\sim a^{-1}d a$，即著名的“Öpik定律”，其峰值半长轴随时收缩为$a_{\rm peak}\sim t^{-3/4}$。相反，平滑银河系势能在潮汐半径处引入陡峭截断，即$a\gtrsim r_t$时$p(a)\sim 0$。年轻星团的标度关系表明，多数超宽双星源于低质量系统的瓦解。球状星团潮汐流可能是数百个超宽双星的诞生地，使其成为探测银河系晕团块性的理想实验室。