扁平且旋转的第三星族星团中的恒星碰撞

无论是在早期宇宙还是在现代恒星形成背景下，碎片化常发生于盘状结构中。超大质量黑洞（SMBHs）是起源尚不明确的天体物理对象；它们质量达数百万太阳质量，居于星系中心。SMBHs 的一个重要形成情景基于大质量星团中恒星的碰撞与并合，其中质量最大的恒星因动力学摩擦而移向星团中心。由于大质量恒星具有更大的碰撞截面，这提高了碰撞与并合率。这可能导致极亮恒星的失控增长，其可能坍缩成为中等质量黑洞。本文我们研究宫本–永井模型的动力学演化，该模型可描述致密星团，包含扁平化与不同程度的旋转。我们发现，对于给定的星团径向尺度，这些星团中的碰撞主要取决于恒星数目与初始恒星半径。相比之下，旋转似乎最多使碰撞率改变 $20\%$。对于扁平度，我们将球状模型与尺度高度约为其径向范围 $10\%$ 的体系进行比较，此情形下发现碰撞率变化小于 $25\%$。总体而言，我们得出结论：参数仅对碰撞数目有微小影响。我们的结果还表明，旋转有助于在系统中保留更多恒星，使逃逸星数目依模型与具体实现减少 $2-3$ 倍。两百万年后，即极亮恒星的典型寿命，我们发现典型模型中（$N=10^4$、$R=100$ $\rm~R_\odot$、半质量半径 $0.1$ $\rm~pc$）约发生 $630$ 次碰撞，使最亮天体质量达到约 $6.3\times10^3$ $\rm~M_\odot$。