球状星团中中等质量黑洞的动力学：游走半径与各向异性剖面

我们最近提出了一种基于多粒子碰撞(MPC)方案（此前应用于等离子体物理）的、时间复杂度随 $N$ 近似线性缩放的碰撞引力 N 体系统模拟新方法。我们在标准工作站上模拟具有真实恒星粒子数（至少达数倍 $10^6$）的球状星团。我们模拟宿主中等质量黑洞(IMBH)的星团，探测广泛的黑洞-星团与黑洞-平均恒星质量比，不受制约直接 N 体代码的计算限制。我们使用单质量模型或具有 Salpeter 质量函数的模型，IMBH 初始位于中心。作用于 IMBH 及由 IMBH 施加的力采用直接方案计算。我们测量拉格朗日半径以及核心密度和速度弥散度随时间的演化。此外，我们研究速度各向异性剖面的演化。我们发现含 IMBH 的模型在更早时刻经历核心坍缩，IMBH 质量越大坍缩越平缓，且核心坍缩时中心密度近似恒定。IMBH 的存在倾向于降低中心速度弥散度。这些结果独立于质量函数成立。对于 Salpeter 质量函数模型，我们观察到动能均分从未实现。大半径处的轨道各向异性似乎由径向轨道上的高能逃逸星驱动。我们测量了游走半径。在我们得到的结果中（多数确认或扩展了此前直接 N 体模拟参数范围内已建立的已知趋势），我们强调 IMBH 游走半径分布的尖峰厚尾特性可能导致 IMBH 比预期更频繁地呈现为偏离中心，这对观测上的 IMBH 探测具有影响。