用星团蒙特卡洛代码模拟银河系内外致密星团

我们描述了 Cluster Monte Carlo Code (CMC) 的公开发布，这是一个并行的、逐星 $N$-body 代码，用于模拟致密星团。CMC 使用 H\'enon 方法处理碰撞恒星动力学，其中许多两体相遇的累积效应在弛豫时标上被统计地再现为最近邻粒子之间的单次有效相遇。逐星方法允许纳入附加物理过程，包括强引力三体与四体相遇、两体潮汐与引力波俘获、任意星系潮汐场中的质量损失，以及单星与双星恒星演化。CMC 的公开发布直接绑定于 COSMIC 种群合成代码，允许使用关于恒星物理与初始条件的相同假设来执行动力学星团模拟与种群合成研究。作为演示，我们给出两个星团建模示例：首先，我们执行了最大的 ($N = 10^8$) 逐星 $N$-body 模拟，将一个 Plummer 球演化至核心坍缩，在超过 15 个数量级上重现了预期的自相似密度轮廓；其次，我们生成典型球状星团的真实模型，并展示其动力学演化可产生大量黑洞并合，其质量大于由孤立双星演化产生的那些（例如 GW190521，一个最近报道的具有脉动对不稳定性质量间隙内组分质量的并合）。