大质量黑洞周围恒星盘的短期与长期演化：双星、尖峰与恒星演化的作用

我们研究了绕大质量黑洞运行的恒星盘的动力学演化。我们探讨了双体弛豫、质量分层、恒星演化和双星加热在影响盘演化中的作用，并考虑了核星团结构和恒星盘质量函数的影响。我们使用解析论证和数值计算，将其应用于研究恒星盘（类似于银河系中心观测到的盘；GC）的演化，涵盖短期（几百万年）和长期（1 亿年）演化时标。我们发现，影响盘演化的主导过程是双体弛豫和质量分层，而双星加热的贡献很小。大质量恒星在运动学上加热低质量恒星并驱动其达到高偏心率/高倾角方面起主导作用。具有现实盘恒星质量函数的多质量模型显示，盘结构存在质量分层，最大质量的恒星位于更薄的结构中。恒星演化在随时间减少大质量恒星数量方面起着重要作用，从而导致弛豫变慢，而这些恒星的致密残留物被激发到更高的偏心率/倾角。在这些后期演化阶段，核星团的动力学加热作用变得越来越重要。我们得出结论，银河系中心盘恒星的高偏心率表明，该盘形成时即具有高偏心率，或者集体过程或长期过程主导了盘的演化。最后，我们发现盘结构预计在 1 亿年后仍保持薄结构。因此这表明，除非被其他非双体弛豫过程破坏或抹平，否则早期形成的、现在仅包含较老低质量恒星的盘可能仍能在银河系中心被观测到。