银河核中的共振潮汐破坏

最近的研究表明，在近Kepler星系团簇中，角动量松弛的速率通过称为共振松弛的过程大幅增加（Rauch & Tremaine 1996），他们还认为这一过程可显著增强包含大质量黑洞的银河核中恒星的潮汐破坏速率。本文描述了对共振潮汐破坏的数值模拟结果，这些结果量化地检验了Rauch & Tremaine所做出的预测。该模拟方法基于包含近失坎道（loss cone）附近恒星克隆的N体程序，以及半相对论的辛普森积分方案。我们简要描述了在Wisdom-Holman辛普森积分器处理高度偏心轨道时发现的混沌现象，并提出一种在此条件下仍保持稳健的修改积分方案。我们发现，共振破坏速率显著高于非共振情形，具体数值与预测相符；特别是，我们估计完全共振星系的净潮汐破坏速率约为其非共振情形的两倍。在临界半径之外未观察到显著的速率增强。对于质量M>8×10^7太阳质量的黑洞，发现了相对论抑制效应。数值结果结合银河系核的观测特性表明，对于大多数星系，共振对潮汐破坏速率的增强将非常微小。