星团蒙特卡洛模拟 I. 初步结果

对 Stodolkiewicz 的蒙特卡洛代码进行了修订，用于模拟星团的演化。新方法将每个超巨星视为单颗恒星，并追踪所有个体恒星天体的演化和运动。对孤立、等质量 N 体系统的首次计算，采用 Spitzer 公式进行三体能量生成，结果与 N=2000、4096 和 10000 个粒子的直接 N 体计算结果吻合良好。密度、速度、质量分布、能量生成、双星数量等均遵循 N 体结果。与 N 体结果相比，逃逸天体的数量仅略高，而在 N<2000 的 N 体模拟后期坍缩后演化中可见的各向异性趋于平稳现象，在蒙特卡洛模型中并不存在。对于 N>10000 的模拟，引力热振荡清晰可见。N=2000、4096、10000、32000 和 100000 模型的计算时间分别约为 2、6、20、130 和 2500 小时。在专用硬件（Makino 1996ab）上，蒙特卡洛代码对于 N=32768 至少比 N 体代码快 10^5 倍。因此，可以运行多个不同模型以提高数据的统计质量，并运行 N 高达 100000 的单个模型。蒙特卡洛方案可被视为介于直接 N 体方法和 Fokker-Planck 模型之间的方法，并结合了两者的大部分优点。