银河系中心的红巨星碰撞

我们模拟了涉及银河系中心红巨星的碰撞。这类相遇可能解释了在中心 0.2 pc 内观测到的高光度红巨星稀缺现象。缺失恒星的质量可能在 2 到 8 太阳质量范围内。利用银河系中心星团的密度和速度分布的最新模型，我们计算了双体碰撞率。特别是我们使用恒星演化模型来计算恒星在不同演化阶段将经历的碰撞次数。我们发现，在中心 0.1 到 0.2 pc 范围内，每颗恒星的双体碰撞次数 $\lesssim 1$，这强烈依赖于银心距离。使用三维数值流体动力学代码 (SPH)，我们模拟了不同质量星团成员星与 2 和 8 太阳质量红巨星的相遇。这类碰撞中的瞬时质量损失很少足以摧毁任何一颗巨星。然而，一部分碰撞确实导致了包层共同系统的形成，其中撞击体和巨星的核被巨星的包层所包裹。这类系统可能演化以抛射包层，留下一个紧密双星；原来的巨星被摧毁。产生包层共同系统的碰撞比例对局部速度弥散度敏感，因此依赖于银心距离。利用我们的碰撞率计算，我们计算了巨星在银河系中心遭受此类碰撞的时间尺度。这些时间尺度大于 $10^{9-10}$ 年，因此长于质量大于 2 太阳质量的恒星寿命。因此，观测到的亮巨星稀缺现象不太可能是由于涉及巨星的双体相遇导致包层共同系统形成的结果。