Gaia 时代的球状星团质量建模：基于 M4 的 N 体模拟 mock 数据的方法比较

随着我们进入银河系球状星团（GCs）内部运动学与动力学研究的黄金时代，评估建模技术在恢复 GCs 质量、质量轮廓及其他动力学性质上的表现正逢其时。在此，我们通过将不同质量建模技术（基于分布函数（DF）的模型、Jeans 模型以及 N 体模型网格）应用于 Heggie 的 M 4 球状星团逐星 N 体模拟的 mock 观测，对它们进行比较。这些 mock 数据模拟了现有及预期的 GCs 数据：表面亮度或数密度轮廓、局部恒星质量函数、视线速度，以及类哈勃空间望远镜和类 Gaia 的自行。我们讨论了这些方法的成功之处与局限。我们发现多质量基于 DF 的模型、Jeans 模型和 N 体模型比单质量基于 DF 的模型提供更准确的质量轮廓。我们强调了在拟合外围运动学时因与星团相关的能量上未束缚恒星（“势逃逸者”，截断 DF 模型与孤立星团 N 体模型均未涵盖）而产生的复杂性，这可通过包含势逃逸者的基于 DF 的模型或 Jeans 模型来避免。我们讨论了考虑质量分层的办法。例如，具有质量函数自由度的三成分基于 DF 的模型是避免单质量模型偏差（其系统性低估总质量、半质量半径和中心密度）的简单替代方案，而具有剩余物含量自由度的更真实多质量基于 DF 的模型代表了推断总质量与剩余物质量函数的一个有前景的途径。