银河系核星团的无耗散形成与演化

摘要删减：在关于核星团 (NSC) 形成的一个被广泛讨论的模型中，大质量球状星团螺旋进入星系中心并合并形成核。现已知至少某些 NSC 与超大质量黑洞 (SBH) 共存；例如银河系 (MW) 就是这种情况。在本文中，我们研究了银河系中心存在超大质量黑洞 (SMBH) 如何影响其 NSC 形成的合并假说。从一个由低密度核恒星盘和 SMBH 组成的模型出发，我们使用 N 体模拟来追踪球状星团的连续旋进和合并。星团从半径为 20 pc 的圆轨道开始，其初始质量和半径的设置与该半径处的星系潮汐场一致。约 10 个星团累积的总质量约为 $1.5\times10^7$ 太阳质量。每个星团在距离约 1 秒差距处被 SMBH 瓦解。最终旋进事件后产生的密度分布特征为一个半径约为该值的核，以及一个密度按 $1/r^2$ 衰减的包层。这些性质与银河系 NSC 相似，例外的是核的大小，银河系中的核略小一些。但通过继续模拟最终旋进事件后的演化，我们发现核心通过引力相遇在（按比例缩放至银河系的）10 Gyr 时间内显著收缩，同时恒星分布向 Bahcall-Wolf 尖点演化。我们还表明，银河系 NSC 的光度函数与以下假说一致：大部分质量来自由球状星团带来的（约 10 Gyr）老年恒星。我们得出结论，银河系 NSC 的大部分质量源自落入的球状星团这一模型，与现有的观测约束是一致的。