年轻星团中的逃逸碰撞。II. 数值结果
摘要
我们提出了一项关于在年轻致密星团中心形成中等质量黑洞（IMBH，MBH > 100 Msun）的碰撞逃逸场景的新研究。第一阶段是通过质量分层和引力热坍缩形成一个大质量恒星（Mstar =~ 30-120 Msun）的非常致密的核心。先前的工作确定了在大质量恒星演化离开主序（MS）之前发生这种情况的条件。在本篇及配套论文中，我们通过引入恒星之间的直接碰撞来研究下一阶段。使用蒙特卡洛恒星动力学代码，我们追踪了超过100个具有不同星团质量、大小和初始聚集度的模型中的核坍缩及随后的碰撞阶段。碰撞要么被处理为理想的“粘性球”并合，要么使用源自三维流体动力学计算的现实模型。在所有核坍缩发生时间短于大质量恒星主序寿命（约3 Myr）的情况下，我们通过逃逸式并合序列获得了单颗非常大质量恒星（VMS，Mstar =~ 400-4000 Msun）的增长。即使对于高达sigma1D ~ 1000 km/s的速度弥散，碰撞造成的质量损失也不会阻止逃逸过程。导致逃逸的星团参数空间区域甚至比先前工作预测的更广，因为在sigma1D > 300 km/s的星团中，碰撞会加速（在极端情况下，会驱动）核坍缩。尽管在表现出逃逸的模型中，VMS迅速增长到> 1000 Msun，但我们无法准确预测其最终质量。这是因为逃逸过程的终止最终必须由恒星动力学、流体动力学和VMS恒星演化之间复杂的相互作用决定。[删节版]
引用
@article{arxiv.astro-ph/0503130,
title = {Runaway collisions in young star clusters. II. Numerical results},
author = {Marc Freitag and M. Atakan Gürkan and Frederic A. Rasio},
journal= {arXiv preprint arXiv:astro-ph/0503130},
year = {2009}
}
备注
23 pages, 24 figures. For publication in MNRAS. Paper revised to follow requests and suggestions of referee. Companion paper to Freitag, Rasio & Baumgardt 2005