恒星系统对引力激波的自洽响应

我们利用自洽N体模拟研究球状星团对时变潮汐扰动（引力激波）的反应，并回答两个问题。第一，星团内部在多大程度上受到绝热不变量的保护。第二，星团势的激波后演化产生多少额外的能量变化，以及它如何影响恒星能量的弥散。我们引入绝热修正，定义为能量变化<dE>与其在冲量近似下取值的比值。当势保持固定时，轨道频率为\omega的恒星的绝热修正数值结果可近似为(1 + \omega^2 \tau^2)^{-\gamma}。对于特征持续时间与星团半质量动力学时间同量级的激波，\tau < t_{dyn,h}，指数\gamma = 5/2。对于更持续的激波，\tau > 4 t_{dyn,h}，绝热修正较浅，\gamma = 3/2。当我们考虑自引力和激波后跟随的势振荡时，核心区域恒星的能量发生显著变化，而系统的总能量守恒。矛盾的是，激波后的势涨落减少了总能量弥散<dE^2>。该效应虽小但真实，源于激波后能量变化与激波诱导加热在统计上呈反相关。这些结果将应用于球状星团演化的Fokker-Planck模型。