三体星碰撞产物的建模

在稠密星团中，binary-single 和 binary-binary 碰撞可最终导致涉及两颗或多颗恒星的碰撞。虽然全面调查多星碰撞需要探索庞大的参数空间，但本文聚焦于若干代表性案例，涉及低质量主序星。我们使用光滑粒子流体动力学 (SPH) 计算以及更快的流体排序软件包 (MMAS)，研究新形成的产物与第三颗母星碰撞的情景。通过改变母星碰撞的顺序以及碰撞轨道参数，探讨冲击加热等因素对碰撞产物化学组成和结构轮廓的影响。我们的模拟和模型表明，大多数化学元素的分布并不受母星碰撞顺序、第三颗母星到达方向或碰撞近点距离的影响显著。我们发现产物的尺寸及其后续碰撞截面积对碰撞的顺序和几何构成较为敏感。对于我们考虑的案例，首次 (single-single 恒星) 碰撞形成的产物半径范围大约为母星半径之和的 2 到 30 倍。我们三体碰撞形成的最终产物可轻易达到或超过典型红巨星的尺寸。因此，我们预期新形成产物的碰撞截面积将显著超过相同质量热平衡恒星的截面积。