百万体球状星团模拟：蒙特卡罗与直接 $N$-body 的比较

我们展示了使用 Hénon 型蒙特卡罗代码 CMC 和直接 $N$-body 代码 NBODY6++GPU 计算的百万体球状星团模拟之间的首次详细比较。两种模拟均始于具有相同 $10^6$ 粒子的星团模型，并包含了以高度逼真方式处理系统所需的所有相关物理。在两种代码“冻结”（不对任何自由参数或代码内部算法进行微调）的情况下，我们发现两个模型的整体演化极为一致。此外，我们发现两个模型中均有大量恒星质量黑洞（>1000）保留了 12 Gyr。因此，非常精确的直接 $N$-body 方法证实了最近关于黑洞可以保留在现今年老球状星团中的预测。我们发现两个模型之间仅有微小差异，并将其归因于驱动星团核心演化的小 $N$ 动力学，而蒙特卡罗假设对此不太理想。基于使用这些截然不同技术计算的两个模型之间压倒性的一致，我们得出结论：我们的蒙特卡罗方法虽然更近似，但比直接 $N$-body 快得多，能够非常准确地描述大质量球状星团的长期演化，即使星团包含大量恒星质量黑洞。